▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】電極組立体の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20241022BHJP
H01M 10/0583 20100101ALI20241022BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 Z
H01M10/0583
H01M10/0585
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023541891
(86)(22)【出願日】2022-07-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-19
(86)【国際出願番号】 KR2022010001
(87)【国際公開番号】W WO2023282715
(87)【国際公開日】2023-01-12
【審査請求日】2023-07-11
(31)【優先権主張番号】10-2021-0090592
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0090600
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2021-0090601
(32)【優先日】2021-07-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヨーン、セ ヒュン
(72)【発明者】
【氏名】キム、ベオムス
(72)【発明者】
【氏名】キム、ヨン ナム
(72)【発明者】
【氏名】キム、ヒーヨン
(72)【発明者】
【氏名】パク、ドン ヒュク
(72)【発明者】
【氏名】キム、ドン ミュン
(72)【発明者】
【氏名】ジュン、ジェ ハン
【審査官】小森 利永子
(56)【参考文献】
【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００２３８５３（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００２３８５４（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００３４９４４（ＫＲ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０２０－００９４３２５（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０３３２７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５３１９８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０２２－５４６６９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第５９１６５１５（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／０４
Ｈ０１Ｍ １０／０５８－１０／０５８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
積層軸に沿って積層された複数の電極とそれぞれの電極との間に位置した個別の分離膜部を含む電極積層物を組み立てる段階；前記電極積層物を組み立てた後、前記電極積層物に対して前記電極積層物を加熱および加圧する段階を含む第１次ヒートプレス（Ｈｅａｔ Ｐｒｅｓｓ）動作を行う段階；
前記第１次ヒートプレス動作後、前記電極積層物にプレヒーティング動作を行う段階；および
前記プレヒーティング動作後、前記電極積層物に対して前記電極積層物を加熱および加圧する段階を含む第２次ヒートプレス（Ｈｅａｔ Ｐｒｅｓｓ）動作を行う段階；を含み、
前記プレヒーティング動作を行う段階は、０．５ＭＰａ～２ＭＰａの圧力条件、５０℃～８５℃の温度条件で１０秒～４０秒間加熱および加圧することを含み、
前記プレヒーティング動作に適用される圧力条件は、第１次および第２次ヒートプレス動作において適用される圧力よりも低い圧力を適用する、電極組立体の製造方法。
【請求項2】
前記第１次ヒートプレス動作は、前記電極積層物の位置を固定するために前記電極積層物をグリッパーと結合させる段階および前記グリッパーが前記電極積層物と結合した状態で前記電極積層物を加熱および加圧する、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項3】
前記プレヒーティング動作を行う前に、前記電極積層物から前記グリッパーを分離する段階を含む、請求項２に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項4】
前記分離膜部は長い分離膜シートの部分であり、前記電極積層物を組み立てる段階は、長い分離膜シート上に前記電極のうち第１電極および第２電極を交互に積層する段階を含み、前記長い分離膜シートは、前記第１電極および前記第２電極のうち、後続の電極が積層される前に、予め積層された前記第１電極および前記第２電極上に順次フォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）される、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項5】
電極積層物を組み立てる段階は、（１）前記長い分離膜シートをスタックテーブルに位置させる段階；
（２）前記長い分離膜シートの上面に前記第１電極のうち一つを積層する段階；
（３）前記第１電極のうち一つの上面を前記長い分離膜シートで覆いながら前記スタックテーブルを回転させる段階；および
（４）前記第１電極のうち一つの上面を覆う分離膜シートの延長された部分に前記第２電極のうち一つを積層する段階；を含み、
前記（１）～（４）の段階を１回以上繰り返す、請求項４に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項6】
カメラを用いて前記第１電極および前記第２電極の積層状態を検査する段階をさらに含む、請求項４に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項7】
前記第１次ヒートプレス動作は、４５℃～７５℃の温度条件および１Ｍｐａ～２．５Ｍｐａの圧力条件下で５秒～２０秒間前記電極積層物を加熱および加圧する段階を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項8】
前記第２ヒートプレス動作は、５０℃～８５℃の温度条件および１Ｍｐａ～２．５Ｍｐａの圧力条件下で５秒～１０秒間、前記電極積層物を加熱および加圧する段階を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項9】
前記第１次ヒートプレス動作および前記第２次ヒートプレス動作は、いずれも積層軸に沿って加圧ブロックを前進させて電極積層物と噛み合わせる段階を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項10】
前記加圧ブロックを加熱して前記電極積層物に熱を伝達する、請求項９に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項11】
前記電極積層物を組み立てる段階は、前記電極積層物の外周に長い分離シートを巻き取る段階を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【請求項12】
前記電極積層物を組み立てる段階の前に、前記電極および前記分離膜部のうち少なくとも一つを加熱する段階をさらに含む、請求項１に記載の電極組立体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２１年０７月０９日付にて出願された韓国特許出願第１０－２０２１－００９０６００号、２０２１年７月９日付にて出願された韓国特許出願第１０－２０２１－００９０５９２号、２０２１年７月９日付にて出願された韓国特許出願第１０－２０２１－００９０６０１号の優先権を主張し、その内容のすべては本明細書に含まれる。
【0002】
本発明は、電極組立体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
二次電池は、一次電池とは異なり、再充電が可能であり、また小型および大容量化の可能性のため、近年多く研究開発されている。モバイル機器に対する技術開発と需要が増加するにつれて、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。
【0004】
二次電池は、電池ケースの形状に応じて、コイン型電池、円筒型電池、角型電池、ポーチ型電池に分類される。二次電池において電池ケースの内部に取り付けられる電極組立体は、電極および分離膜の積層構造からなる充放電が可能な発電素子である。
【0005】
前記電極組立体は、一般に、ゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ－ｒｏｌｌ）型、スタック型、およびスタックアンドフォールディング型に分類することができる。ゼリーロール型は、それぞれ活物質が塗布されたシート状の陽極と陰極との間に分離膜を介在して全体の配列が巻き取られている。スタック型は、多数の陽極と陰極が分離膜を挟んで順次積層される。スタックアンドフォールディング型は、積層された単位セルが長い長さの分離フィルムで巻き取られている。
【0006】
スタックアンドフォールディング型の電極組立体は、分離膜がジグザグにフォールディングされ、その間に電極が位置する形態で電極の位置が歪むという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】韓国特許出願公開第１０－２０１３－０１３２２３０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
まず、本発明は、電極および分離膜を積層して作製される電極組立体の製造過程において、セル損傷および機械部品の変形を防止する電極組立体の製造方法および装置を提供する。
【0009】
また、本発明は、製造過程で電極が歪むのを防止することができる電極組立体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一実施形態は、電極組立体の製造方法を提供する。本発明の一実施形態による方法は、電極積層物を組み立てる段階；前記電極積層物に対して第１次ヒートプレス（Ｈｅａｔ Ｐｒｅｓｓ）動作を行う段階；前記電極積層物に対してプレヒーティング（Ｐｒｅ Ｈｅａｔｉｎｇ）動作を行う段階；および前記電極積層物に対して第２次ヒートプレス動作を行う段階を含む。前記組立工程において組み立てられた電極積層物は、積層軸に沿って積層された複数の電極を含み、それぞれの電極の間に位置する個別分離膜部を含むことが好ましい。前記第１次および第２次ヒートプレス動作において、それぞれ前記電極積層物に熱および圧力が加えられてもよい。プレヒーティング（Ｐｒｅ Ｈｅａｔｉｎｇ）動作は、０．５Ｍｐａ～２Ｍｐａの圧力条件および５０℃～８５℃の温度条件下で１０秒～４０秒間電極積層物に熱および圧力を加える段階を含んでもよい。さらに、プレヒーティング動作に適用される圧力条件は、第１次および第２次ヒートプレス動作で適用される圧力よりも低い圧力を適用することを含んでもよい。
【0011】
本発明の一実施形態によれば、第１ヒートプレス動作は、電極積層物の位置を確保するために電極積層物をグリッパーと結合させることを含んでもよく、前記グリッパーが前記電極積層物に結合される間に、前記第１次ヒートプレス動作の一部として、前記電極積層物に熱および圧力が加えられてもよい。
【0012】
本発明の一実施形態によれば、プレヒーティング動作を行う前に前記電極積層物から前記グリッパーを分離する段階を含んでもよい。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、前記分離膜部は、細長形分離膜シートの一部であってもよい。本発明のこのような側面において、前記電極積層物を組み立てる段階は、前記電極のうち第１電極と前記電極のうち第２電極とを前記細長形分離膜シート上に交互に積層する段階を含んでもよい。また、前記細長形分離膜シートは、前記第１電極および前記第２電極のうち後続の電極のうち一つが積層される前に、予め積層された第１電極および第２電極のうち一つに順次フォールディングされてもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、プレス部で積層物全体を加熱および加圧することにより、電極および分離膜を加熱および積層する電極組立体のそれぞれの段階で個別に加熱および／または加圧（即ち、工程の各段階でそれぞれの電極と分離膜対を加熱および／または加圧）する必要なく、電極を分離膜に結合させることができる。その結果、積層物内の下部分離膜に熱および／または圧力が有害に蓄積することを防止することができ、それによって電極組立体の構成要素の損傷および変形の可能性を低減することができる。
【0015】
本発明によれば、積層物の加熱および加圧は、好ましくは、工程段階の少なくとも１つの段階において、低温および低圧条件下で行われる。したがって、本発明の方法は、電極と分離膜との接着力、分離膜の通気度、および製造された電極組立体の厚みなどのばらつきを有利に減少させることができ、均一性を増加させる利点がある。
【0016】
プレス部で積層された積層物全体を加圧することによって、本発明はまた、好ましくは、電極積層物内の電極の位置の歪みまたは移動を減少させる。有利には、それによって製造された電極組立体のエネルギー密度の向上はもちろん、製造時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態による電極組立体の製造方法が模式的に示されている。
【図2】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置の一例を示す上面図である。
【図3】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置を概念的に示した正面立面図を示す。
【図4】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置によって製造された電極組立体を示した断面図である。
【図5】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、プレス部を示す斜視図が図示されている。
【図6】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、プレス部が積層物を加圧した状態の例を示す斜視図である。
【図7】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、スタックテーブルを示す斜視図が図示されている。
【図8】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、第１電極取り付けテーブルを示す斜視図が図示されている。
【図9】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、第２電極取り付けテーブルを示す斜視図が図示されている。
【図10】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、第１吸込ヘッドを示す斜視図が図示されている。
【図12】本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置において、ホールディング機構およびスタックテーブルを示す上面図が図示されている。
【図13】本発明の他の実施形態による電極組立体の製造装置を概念的に示す正面立面図である。
【図14】本発明の一実施形態による分離膜供給部の分離膜加熱部の斜視図が示されている。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明の目的、具体的な利点、および新しい特徴は、添付の図面および実施形態と併せて以下の詳細な説明からより明らかになる。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付加する際に、同一の構成要素が異なる図面に表示されても同一の番号を付与することに留意されたい。さらに、本発明はいくつかの異なる形態で具現されてもよく、本明細書に説明の実施形態に限定されない。なお、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不要に曖昧にし得る関連公知技術に対する詳細な説明は省略する。
【0019】
本発明の一実施形態によれば、電極組立体の製造方法が提供される。前記方法は、スタックテーブルに第１電極を供給する段階；前記スタックテーブルに第２電極を供給する段階；前記スタックテーブルに分離膜を供給する段階；前記分離膜上に前記第１電極と前記第２電極とを交互に積層してスタックテーブルに積層物を組み立てる段階を含んでもよい。積層物を組み立てた後、前記方法は、前記積層物をグリッパーで把持した後に加熱および加圧する段階を含む第１次ヒートプレス動作を行う段階を含んでもよい。前記第１次ヒートプレス動作を行った後、前記方法はグリッパーを除去した後、０．５Ｍｐａ～２Ｍｐａの圧力条件および５０℃～８５℃の温度条件下で１０秒～４０秒間電極積層物に熱および圧力を加える段階を含むプレヒーティング動作を行う段階をさらに含んでもよい。
【0020】
本発明において「プレヒーティング」とは、第１次ヒートプレス動作と第２次ヒートプレス動作との間において一定の圧力で積層物を特定時間加熱する過程を意味する。
【0021】
本発明における「第１次ヒートプレス」は、積層物をプレヒーティングする動作の前に積層物を加熱および加圧する動作として定義することができる。
【0022】
本発明において、「第２次ヒートプレス」は、プレヒーティングされた積層物を加熱および加圧する動作として定義することができる。
【0023】
本明細書において、図１は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造方法を概略的に示す図である。すなわち、図１を参照すると、前記方法は、まず、第１電極と第２電極とを分離膜上に交互に積層してスタックテーブル上に積層物（スタックセル）を組み立てるスタック工程を含んでもよく、ここで分離膜は、第１電極と第２電極のうち、後続の電極より先に、予め積層された第１電極と第２電極のうち一つに順次フォールディングされる。前記スタック工程の後、前記積層物は前記スタックテーブルから離れてもよい。このような時間の間に分離膜を引っ張られ、所定の長さだけ分離膜が引っ張られた後、前記分離膜が切断される。その後、前記分離膜の切断端部の所定長さがスタックセルに巻き付けられる。前記スタックテーブルから離れる積層物の移動はグリッパーによって行われることができ、前記グリッパーは、好ましくは前記スタックテーブル上の積層物を把持（ｇｒｉｐ）した後、ヒートプレス作業が行われるプレス部に移動させることができる、移動可能な構成要素である。次いで、巻き取られたスタックセルをグリッパーで把持した状態で、第１次ヒートプレス動作を行う。前記第１次ヒートプレス動作が完了した後は、グリッパーによるスタックセルの把持が解除され、前記グリッパーが除去された後には、第２次ヒートプレス動作を行う。前記第２次ヒートプレス動作が完了すると、完成した電極組立体が完成されることができる。
【0024】
本発明の一実施形態において、前記第１次ヒートプレス動作は、前記スタックテーブルおよび／または一対の加圧ブロックを加熱する段階；前記加熱された一対の加圧ブロックの間、または前記加圧ブロックと前記スタックテーブルとの間で積層物を加圧することを含んでもよい（両方のうち一方または両方加熱されてもよい）。前記第１次ヒートプレス動作は、前記グリッパーで前記積層物の上面を加圧して前記積層物を固定する段階をさらに含んでもよい。前記積層物を固定する段階は、前記スタックテーブルおよび／または一対の加圧ブロックを加熱する段階の前またはそれと同時に発生してもよい。
【0025】
本発明の一実施形態において、前記第１次ヒートプレス動作は、４５℃～７５℃の温度条件および１Ｍｐａ～２．５Ｍｐａの圧力条件下で５秒～２０秒間積層物を加熱および加圧する段階を含んでもよい。好ましくは、前記第１次ヒートプレス動作は、４５℃～６５℃の温度条件および１Ｍｐａ～２Ｍｐａの圧力条件下で１０秒～２０秒間積層物を加熱および加圧する段階を含んでもよい。より好ましくは、前記第１次ヒートプレス動作は、４５℃～６０℃の温度条件および１Ｍｐａ～１．５Ｍｐａの圧力条件下で１０秒～２０秒間積層物を加熱および加圧する段階を含んでもよい。
【0026】
本発明の一実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作は、前記スタックテーブルおよび／または一対の加圧ブロックの加熱を中止する段階；前記積層物の加圧を中止する段階；前記グリッパーを前記積層物から離れるように移動させる段階；前記スタックテーブルおよび／または一対の加圧ブロックを加熱して積層物に熱を伝達する段階；および前記一対の加圧ブロックの間で積層物を加圧したり、前記加圧ブロックと前記スタックテーブルとの間に前記積層物を加圧したりする段階を含む（両方のうち一方または両方加熱されてもよい）。
【0027】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作の温度条件は、５０℃以上、好ましくは５５℃以上であってもよい。
【0028】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作の温度条件は８５℃以下であってもよい。
【0029】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス作業の温度条件は５０℃～８５℃、好ましくは５５℃～８５℃であってもよい。
【0030】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作の圧力条件は１Ｍｐａ以下であり、好ましくは１．５Ｍｐａ以下であってもよい。
【0031】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作の圧力条件は２．５Ｍｐａ以下であり、好ましくは２Ｍｐａ以下であってもよい。
【0032】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作の圧力条件は、１Ｍｐａ～２．５Ｍｐａであり、好ましくは１．５Ｍｐａ～２．５Ｍｐａであり、より好ましくは１．５Ｍｐａ～２Ｍｐａであってもよい。
【0033】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作における加熱および加圧は５秒以上行われてもよい。
【0034】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作における加熱および加圧は、１０秒以下、好ましくは９秒以下、さらに好ましくは８秒以下の間行われてもよい。
【0035】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作における加熱および加圧は、５秒～１０秒、好ましくは５秒～９秒、さらに好ましくは５秒～８秒間行われてもよい。
【0036】
本発明の実施形態において、前記第２次ヒートプレス動作は、５０℃～８５℃の温度条件および１Ｍｐａ～２．５Ｍｐａの圧力条件下で５秒～１０秒、好ましくは５５℃～８５℃の温度条件、および１．５Ｍｐ～２．５Ｍｐの圧力条件下で５～１０秒間前記積層物を加熱および加圧することを含んでもよい。より好ましくは、前記第２次ヒートプレス動作は、５０℃～８５℃の温度条件および１．５Ｍｐａ～２Ｍｐａの圧力条件で５秒～１０秒間積層物を加熱および加圧する段階を含んでもよい。
【0037】
本発明の一実施形態によれば、プレヒーティングは、第１次ヒートプレス動作および第２次ヒートプレス動作の間で行われてもよい。
【0038】
本発明の一実施形態によれば、積層物のプレヒーティング段階で加えられる圧力は、第１次ヒートプレス段階および第２次ヒートプレス段階で加えられる圧力よりも低くてもよい。
【0039】
本発明の一実施形態によれば、前記プレヒーティングは、前記一対の加圧ブロックを加熱する段階および前記一対の加圧ブロックで前記積層物を加圧する段階を含んでもよい。
【0040】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１次ヒートプレス動作、プレヒーティング動作および第２次ヒートプレス動作は、同一または異なる一対の加圧ブロックを用いてもよく、前記一対の加圧ブロックは、それぞれ前記一対の加圧ブロックを加熱するためのプレスヒータをさらに含んでもよい。本発明の一部の実施形態において、前記スタックテーブルはまた、前記スタックテーブル本体を加熱して前記積層物に熱を伝達するためのスタックテーブルヒータを含んでもよい。
【0041】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１次ヒートプレス動作、プレヒーティング動作および第２次ヒートプレス動作は、同じ一対の加圧ブロックを使用してもよい。
【0042】
他の実施形態によれば、ヒートプレス動作（すなわち、一次ヒートプレス動作、プレヒーティング動作および第二次ヒートプレス動作）のうち１つ以上はスタックテーブル上で発生してもよい。この場合、スタックテーブルに対して積層物の上段を押し下げるために、加圧ブロックのうち１つのみを使用することができる。この場合、グリッパーは、スタックテーブルに対する積層物の位置を固定することによって、積層物を安定させることができるスタックテーブルのホールディング機構であってもよい。さらに、ホールディング機構は、少なくとも第１次ヒートプレス動作中にそのような方式で積層物を固定するように構成されてもよい。
【0043】
本発明の一実施形態によれば、プレヒーティング動作の圧力条件は、２．５Ｍｐａ以下、好ましくは１．５Ｍｐａ以下であってもよい。
【0044】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作の圧力条件は、０．５ＭＰａ～２ＭＰａ、好ましくは０．５ＭＰａ～１．５ＭＰａであってもよい。
【0045】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作の温度条件は、５０℃～８５℃、好ましくは５５℃～８５℃であってもよい。
【0046】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作は、前記積層物を１０秒以上加熱および加圧することを含んでもよい。
【0047】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作は、積層物を４０秒以下、より好ましくは３５秒以下間、加熱および加圧することを含んでもよい。
【0048】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作は、１０秒～４０秒、好ましくは１０秒～３５秒間、積層物を加熱および加圧することを含んでもよい。
【0049】
本発明の例示的な実施形態によれば、プレヒーティング動作は、０．５ＭＰａ～２ＭＰａの圧力条件および５０℃～８５℃の温度条件で１０秒～４０秒間、好ましくは０．５ＭＰａ～１．５ＭＰａの圧力条件および５５℃～８５℃の温度条件下で１０秒～３５秒間、積層物を加熱および加圧する動作であってもよい。
【0050】
ここで、圧力条件とは、前記一対の加圧ブロック（または前記スタックテーブルに対する加圧ブロック）により加えられる圧力を意味し、温度条件は、スタックテーブルの胴体または一対の加圧ブロックによって加えられる熱の温度を意味する。
【0051】
ヒートプレス動作のうち少なくとも１つがスタックテーブル上で発生する代替の実施形態は、上記で論じたように、第１次ヒートプレス動作はスタックテーブルに取り付けた積層物に圧力を加える１つの加圧ブロックを含んでもよく、ここで積層物は、スタックテーブルおよび／または加圧ブロック内のヒータのうち一つまたは両方によって加熱される。このような第１次ヒートプレス動作中に積層物は、スタックテーブルのホールディング機構の形態のグリッパーによってスタックテーブルに固定されることができる。第１次ヒートプレス動作の後、グリッパーは積層物から解除されてもよく、その後、プレヒーティング動作、および次いで第２次ヒートプレス動作は、グリッパーが積層物から分離された状態で行われてもよい。このようなプレヒーティング動作および第２次ヒートプレス動作は、同じ加圧ブロックまたは異なる加圧ブロックによってスタックテーブルに加圧することであってもよい。あるいは、積層物は１つ以上の個別プレス部に移動されてもよく、プレヒーティング動作および第２次ヒートプレス動作は、プレス部の１つ以上の一対の加圧ブロックによって積層物に加熱および加圧することによって行われてもよい。
【0052】
本明細書に記載の温度、圧力、および時間の条件を満たさない場合、電極組立体の構成要素が適切に密着しないため、電極組立体が破断したり、電極組立体内部の構成要素の位置がずれたりすることがあり、特に電極組立体がバッテリケースに挿入される前に移動する恐れがある。また、分離膜の通気性が高すぎる問題も発生する可能性がある。
【0053】
一方、本明細書に開示されたヒートプレス動作（それぞれの圧力、温度および時間の条件を満たすことを含む）を行う場合、構成要素を一緒に結合するために電極組立体のそれぞれの段階で個別に加熱および／または加圧（すなわち、それぞれの電極を加熱および／または加圧して分離）することなく、電極組立体を製造することができる。既に積層された層は、適用される熱および／または圧力を後でそれぞれ経験するため、このようなそれぞれの段階で個別の加熱および加圧することは、熱および／または圧力の影響を積層物内の下部分離膜に蓄積させて有害にする可能性がある。これは、例えば空隙率（および通気性）を減少させることによって分離膜のこのような部分に否定的な影響を及ぼす可能性がある。これに対して、本発明は、電極組立体の全体を同時に接合することができ、何よりも均一性を向上させる。したがって、単位電極への損傷を最小化しながら、電極間の適切なレベルの接着力と適切な通気性を有する分離膜を同時に達成することができる。
【0054】
本発明の一実施形態において、前記第１電極、分離膜、および第２電極をスタックテーブル上に積層して積層物を製造する段階は、前記スタックテーブル上に分離膜を積層する段階（Ｓ１）；前記分離膜の上面に第１電極を積層する段階（Ｓ２）；前記第１電極の上面を覆うように前記スタックテーブルを回転させながら前記分離膜を供給する段階（Ｓ３）；および前記第１電極の上面を覆う分離膜部分に前記第２電極を積層する段階（Ｓ４）であって、前記Ｓ１～Ｓ４の動作を１回以上繰り返すことができる。前述の動作を１回以上繰り返すことにより、第１電極と第２電極との間に分離膜が位置するようにジグザグフォールディングが可能である。
【0055】
本発明の一実施形態において、前記分離膜と前記第１電極および第２電極それぞれの少なくとも１つを含む積層物は、前記ホールディング機構でホールディングされて前記スタックテーブルに固定されてもよい。前記ホールディング機構は、グリッパーとも呼ばれることがある。
【0056】
本発明の一実施形態において、前記ホールディング機構を用いて前記第１電極または前記第２電極をホールディングし、前記第１電極または第２電極がスタックテーブルに積層されるとき、前記第１電極または第２電極をスタックテーブルに固定する段階をさらに含んでもよい。このようにすることにより、電極組立体から電極の位置がずれることを防止することができる。
【0057】
この場合、ホールディング機構は、スタックテーブル上に積層されるときの積層物の上面（すなわち、積層物の最上部に積層された第１電極または第２電極の上面または分離膜）を押して固定することができる。
【0058】
本発明の一実施形態において、前記スタックテーブルに前記分離膜を供給する段階は、前記分離膜が前記分離膜供給部の通路を通過する間に前記分離膜を連続的に供給（解されて）する段階を含んでもよい。
【0059】
本発明の一実施形態において、前記方法は、前記第１電極または前記第２電極を積層する前にカメラ撮影によって取得された画像情報を用いて前記第１電極または前記第２電極の積層品質を検査する段階をさらに含んでもよい。
【0060】
本発明の一実施形態によれば、上述した製造方法によって製造された電極組立体を提供することができる。前記電極組立体は、組立体の全ての層にわたって均一な接着力と通気性を有し、各電極の厚さが均一である。すなわち、電極組立体の全体にわたって電極の接着力、通気性、電極厚さのばらつきが最小化される。
【0061】
本発明における分離膜の接着力を測定する方法は特に限定されない。本明細書においてさらに使用および論議される方法において、電極組立体の積層方向に沿って電極組立体の下部、中間および上部を分離し、陽極タブ部、中間部および陰極タブ部の幅方向にそれぞれサンプル（Ｓａｍｐｌｅ）を作製した。前記サンプルの幅は５５ｍｍ、長さは２０ｍｍであり、それぞれのサンプルは陽極および分離膜または陰極および分離膜を含んでもよい。サンプルはスライドガラスに接着され、電極はスライドガラスの接着面に位置した。
【0062】
より詳細には、試料が付着したスライドガラスを接着力測定装置に装着し、ＡＳＴＭ－Ｄ６８６２に記載の標準試験方法に従って電極から分離膜を剥離したときの試料幅当たりの力値（ｇ／ｍｍ）を測定した。具体的には、分離膜の縁を１００ｍｍ／ｍｉｎの速度でスライドガラスに対して９０°上方に引っ張り、試料の幅方向に沿って電極から分離膜を剥離（すなわち、０ｍｍ～５５ｍｍ剥離）した。
【0063】
本発明において、分離膜の通気度測定方法は特に限定されない。本明細書においてさらに活用および議論される方法では、当業界で通常使用される方法、すなわち東洋精機が製造したガーレー型密度計（Ｎｏ．１５８）を用いた日本工業規格のＪＩＳガーレー（ＪＩＳ Ｇｕｒｌｅｙ）測定方法に従って、通気度を測定した。すなわち、常温で０．０５ＭＰａの圧力下で１００ｍｌ（または１００ｃｃ）の空気が１平方インチの分離膜を通過するのにかかる時間を測定して分離膜の通気度を求めた。
【0064】
図２には、本発明の一実施形態に係る電極組立体の製造装置の一例を示す上面図が示されており、図３には、本発明の一実施形態に係る電極組立体の製造装置の一例を概念的に示した正面立面図が示されている。ここで、図２では便宜上図３に示された分離膜供給部１２０を省略し、図３では、図２に示されたホールディング機構１７０を省略し、上面図において後面に位置するプレス部１８０を点線で示した。
【0065】
図２および図３を参照すると、本発明の一実施形態による電極組立体を製造する装置１００は、スタックテーブル１１０；分離膜１４を供給する分離膜供給部１２０；第１電極１１を供給する第１電極供給部１３０；第２電極１２を供給する第２電極供給部１４０；第１電極１１をスタックテーブル１１０上に積層する第１電極スタック部１５０；第２電極１２をスタックテーブル１１０上に積層する第２電極スタック部１６０および第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２を互いに接合するプレス部１８０を含む。前記プレス部１８０は、上述した第１次ヒートプレス動作、プレヒーティング動作および第２次ヒートプレス動作のいずれにも使用することができる。
【0066】
また、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置１００は、第１電極１１および第２電極１２がスタックテーブル１１０上に積層されるとき、第１電極１１および第２電極１２をスタックテーブル１１０に固定するホールディング機構１７０をさらに含んでもよい。また、前記ホールディング機構１７０は、第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２の積層物を固定することができる。
【0067】
【0068】
図４は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置によって製造された電極組立体を示す断面図である。
【0069】
【0070】
電極組立体１０は充放電可能な発電要素であり、第１電極１１と分離膜１４および第２電極１２が交互に積層されて結集された形態で形成されてもよい。
【0071】
ここで、電極組立体１０は、例えば、分離膜１４がジグザグ状にフォールディングされてもよく、フォールディングされる分離膜１４の間に第１電極１１と第２電極１２が交互に配置されてもよい。このとき電極組立体１０は、例えば、図４に示すように最外郭が分離膜１４によって囲まれた形態、組み立てられた電極組立体１０に分離膜を取り囲む形態で提供され得る。
【0072】
図５には、本発明の一実施形態に係る電極組立体の製造装置において、プレス部を示す斜視図が示されており、図６には、電極組立体の製造装置においてプレス部が積層物を加圧した状態の例を示す斜視図が示されている。より具体的には、図６には、上述した第２次ヒートプレス動作が示されている。
【0073】
【0074】
また、プレス部１８０は一対の加圧ブロック１８１、１８２を含み、一対の加圧ブロック１８１、１８２は互いを向かって移動して積層された第１電極１１と分離膜１４および第２電極１２を含む積層物Ｓの加圧に影響を与える。
【0075】
このとき、分離膜１４が積層物Ｓの外面を取り囲む場合、積層物Ｓの側面に沿って位置する分離膜１４の外側部分と第１電極、第２電極１１、１２の一部分と外側部分とに対向する分離膜１４の折り畳まれた部分の間の空間が接合されてもよい。これにより、第１電極、第２電極１１、１２と分離膜１４の位置がずれたり、スタックの構成要素が互いに分離されることを、より効果的に防止することができる。
【0076】
また、プレス部１８０は、一対の加圧ブロック１８１、１８２を加熱するためのプレスヒータ１８３、１８４をさらに含み、一対の加圧ブロック１８１、１８２は積層物Ｓを加熱および加圧することができる。これにより、プレス部１８０により積層物Ｓを加圧する際に、第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２との熱融着がより良好に行われるため、より強い接着が可能になる。
【0077】
前記一対の加圧ブロック１８１、１８２は平坦な加圧面を有し、前記加圧面の幅および長さ寸法は、積層物Ｓの対向する幅および長さ寸法よりも長くてもよい。
【0078】
また、一対の加圧ブロック１８１、１８２は、第１加圧ブロック１８１および第２加圧ブロック１８２を含み、前記第１加圧ブロック１８１および前記第２加圧ブロック１８２は、それぞれ直六面体状の四角ブロックとして定義する。
【0079】
図７には、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置におけるスタックテーブルを示す斜視図が図示されている。
【0080】
図３および図７を参照すると、スタックテーブル１１０は、第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２が積層されたテーブル胴体１１１およびテーブル胴体１１１を加熱して積層された積層物Ｓに熱を伝達するスタックテーブルヒータ１１２を含んでもよい。
【0081】
第１電極１１は陽極で、第２電極１２は陰極で構成されてもよいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第１電極１１は陰極で、第２電極１２は陽極で構成されてもよい。
【0082】
図３を参照すると、分離膜供給部１２０は、分離膜１４をスタックテーブル１１０に供給することができる。特に、分離膜供給部１２０は、分離膜１４がスタックテーブル１１０に向かって通過する通路を定義する分離膜加熱部１２１を含んでもよい。図１４に示すように、分離膜加熱部１２１は、一対の胴体１２１ａを含み、胴体１２１ａはそれぞれ四角形のブロック状に構成されてもよく、胴体１２１ａは分離膜１４が通過する通路の寸法のうち１つを規定する距離だけ離隔されてもよい。前記胴体１２１ａの少なくとも一つまたは両方は、それぞれの胴体１２１ａを加熱することによって、前記分離膜１４に熱を伝達する分離膜ヒータ１２１ｂをさらに含んでもよい。
【0083】
分離膜供給部１２０は、分離膜１４がスタックテーブル１１０に向かって通過する通路を有してもよい。分離膜供給部１２０は、分離膜１４が巻き取られた分離膜ロール１２２をさらに含んでもよい。したがって、分離膜ロール１２２に巻かれた分離膜１４が徐々に解されて形成された通路を通過してスタックテーブル１１０に供給されることができる。
【0084】
図８は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置における第１電極取り付けテーブルを示す斜視図である。
【0085】
図３および図８を参照すると、第１電極供給部１３０は、第１電極１１を第１電極スタック部１５０に供給することができる。また、第１電極供給部１３０は、第１電極１１が第１電極スタック部１５０によってスタックテーブル１１０に積層される前に取り付けられる第１電極取り付けテーブル１３１を含んでもよい。
【0086】
第１電極供給部１３０は、第１電極１１がシート（Ｓｈｅｅｔ）状に巻き取られる第１電極ロール１３３と、第１電極ロール１３３に巻き取られたシート状の第１電極１１とが解されて供給されるとき、一定の間隔で切断して所定サイズの第１電極１１を形成させる第１カッター（ｃｕｔｔｅｒ）１３４と、第１カッター１３４に切断された第１電極１１を移動させる第１コンベヤベルト（ｃｏｎｖｅｙｅｒ ｂｅｌｔ）１３５と、第１コンベヤベルト１３５によって搬送される第１電極１１をピックアップ（例えば真空吸着）して第１電極取り付けテーブル１３１に取り付ける第１電極供給ヘッド１３６をさらに含んでもよい。ここで、第１カッター１３４は、シート状の第１電極１１を切断する際の端部に第１電極タブ１１ａが突出形成されるようにカットすることができる。
【0087】
図９は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置における第２電極取り付けテーブルを示す斜視図である。
【0088】
図３および図９を参照すると、第２電極供給部１４０は、第２電極１２を第２電極スタック部１６０に供給することができる。また、第２電極供給部１４０は、第２電極１２が第２電極スタック部１６０によってスタックテーブル１１０に積層される前に取り付けられる第２電極取り付けテーブル１４１を含んでもよい。
【0089】
第２電極供給部１４０は、第２電極１２がシート（Ｓｈｅｅｔ）状に巻き取られる第２電極ロール１４３と、第２電極ロール１４３に巻き取られたシート状の第２電極１２が解されて供給されるとき、一定間隔で切断して所定サイズの第２電極１２を形成する第２カッター１４４と、第２カッター１４４に切断された第２電極１２を移動させる第２コンベヤベルト１４５と、第２コンベヤベルト１４５によって搬送される第２電極１２をピックアップ（例えば真空吸着）して第２電極取り付けテーブル１４１に取り付ける第２電極供給ヘッド１４６をさらに含んでもよい。ここで、第２カッター１４４は、シート状の第２電極１２を切断する際に、端部に第２電極タブ１２ａが突出形成されるようにカットすることができる。
【0090】
図１０は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置における第１サクションヘッドを示す斜視図であり、図１１は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置における第１サクションヘッドを示す底面図である。
【0091】
図３、図１０および図１１を参照すると、第１電極スタック部１５０は、第１電極１１をスタックテーブル１１０上に積層することができる。第１電極スタック部１５０は、第１サクションヘッド１５１と、第１移動部１５３を含んでもよい。第１サクションヘッド１５１は、真空吸込を通じて第１電極取り付けテーブル１３１に取り付けられた第１電極１１をピックアップ（ｐｉｃｋ ｕｐ）することができる。このとき、第１サクションヘッド１５１は、底面１５１ｂに真空吸込口１５１ａが形成され、真空吸込口１５１ａを介して第１電極１１を吸込して第１電極１１を第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂに固定することができる。ここで、第１サクションヘッド１５１は、真空吸込口１５１ａと真空吸込装置（図示せず）を連結する通路が内部に形成されてもよい。
【0092】
第１移動部１５３は、第１サクションヘッド１５１が第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層させることができるように、第１サクションヘッド１５１をスタックテーブル１１０に移動させることができる。
【0093】
一方、図３を参照すると、第２電極スタック部１６０は、第２電極１２をスタックテーブル１１０上に積層することができる。ここで、第２電極スタック部１６０は、上述した第１電極スタック部１５０と同じ構造からなってもよい。このとき、第２電極スタック部１６０は、第２サクションヘッド１６１と、第２移動部１６３を含んでもよい。第２サクションヘッド１６１は、真空吸込を通じて第２電極取り付けテーブル１４１に取り付けられた第２電極１２をピックアップすることができる。次いで、第２移動部１６３は、第２サクションヘッド１６１が第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させることができるように、第２サクションヘッド１６１をスタックテーブル１１０に移動させることができる。
【0094】
図１２は、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置におけるホールディング機構およびスタックテーブルを示す平面図である。
【0095】
図２および図１２を参照すると、第１電極１１または第２電極１２がスタックテーブル１１０に積層されるとき、ホールディング機構１７０は第１電極１１または第２電極１２を把持し、第１電極１１または第２電極１２をスタックテーブル１１０に固定することができる。このとき、ホールディング機構１７０は、積層物Ｓの上面（すなわち、積層物Ｓの最上段に積層された第１電極１１、第２電極１２、または分離膜１４）に圧力を加えることができる。すなわち、積層物Ｓ内の第１電極１１および第２電極１２が分離膜１４の層間に位置するとき、ホールディング機構１７０は、積層物をスタックテーブル１１０側に加圧して積層物の最上面を固定し、スタックテーブル１１０に対する積層物Ｓの移動を防止することができる。ホールディング機構１７０は、例えば、第１電極１１または第２電極１２の両側を固定するための第１ホルダー１７１および第２ホルダー１７２を含んでもよい。ホルダー１７１、１７２は、それぞれ１つ以上のクランプまたは他のクランプ機構の形態であってもよい。
【0096】
スタックテーブル１１０が回転するとき、ホールディング機構１７０が第１電極１１または第２電極１２を把持した状態で、分離膜１４はスタックテーブル１１０の回転量に比例して分離膜ロール１２２から解された状態でスタックテーブル１１０に供給されてもよい。ホールディング機構１７０とスタックテーブル１１０は、スタックテーブル１１０の回転に影響を与える回転装置（図示せず）と連結または結合されてもよい。このような回転装置は、例えば、巻芯（ｍａｎｄｒｅｌ）または他の形態の回転またはピボット軸を含んでもよい。したがって、ホールディング機構１７０が第１電極１１または第２電極１２を把持するとき、回転装置はスタックテーブル１１０と共にホールディング機構１７０を回転させることができる。
【0097】
以下、本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置１００の作動について説明する。
【0098】
【0099】
また、第１電極供給部１３０から第１電極スタック部１５０に第１電極１１が供給されると、第１電極スタック部１５０は、第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層された分離膜１４の上面に積層する。
【0100】
その後、ホールディング機構１７０は、第１電極１１の上面を加圧してスタックテーブル１１０上の第１電極１１の位置を確保する。
【0101】
その後、スタックテーブル１１０が第２電極スタック部１６０方向に回転すると、分離膜１４が第１電極１１の上面を覆うように連続して供給される。
【0102】
続いて、第２電極供給部１４０から供給された第２電極１２は、分離膜１４の上面を覆う部分に第２電極スタック部１６０によって積層される。その後、ホールディング機構１７０は、第１電極１１の上面の把持を解除した後、第２電極１２の上面を加圧してスタックテーブル１１０に対して構築される積層物Ｓの位置を確保する。
【0103】
その後、第１電極１１と第２電極１２を積層する工程を繰り返すことにより、分離膜１４がジグザグに折り畳まれて連続的な第１電極および第２電極１１、１２の間に位置する積層物Ｓを形成することができる。
【0104】
次いで、積層物Ｓをプレス部１８０に移動させ、プレス部１８０が積層物Ｓを加熱および加圧することによって積層物の構成要素（すなわち、加熱された第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２）を熱融着して電極組立体１０を製造する。
【0105】
積層物Ｓは、スタックテーブル１１０上の積層物を把持した後、ヒートプレス作業が行われるプレス部１８０に積層物を移動するように構成されたグリッパー５１によってプレス部に移動されることができる。また、前記プレス部１８０は、第１プレス部５０と第２プレス部６０とに分けられ、ここで、第１プレス部５０は、第１次ヒートプレス動作（またはプレヒーティング動作）に、第２プレス部６０は、第２次ヒートプレス動作（またはプレヒーティング動作）に用いられてもよい。
【0106】
図１５のＡおよび図１５のＢを参照すると、第１プレス部５０は、積層物Ｓを固定した状態で一次的に加熱および加圧することができる。第１プレス部５０は、一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂを含み、積層物Ｓを固定するために構成されたグリッパー５１をさらに含んでもよい。グリッパー５１は、積層物Ｓを固定する際に、積層方向（ｙ軸に沿って）に沿って積層物Ｓの上面と下面を加圧して積層物Ｓを把持して第１電極１１、第２電極１２および分離膜１４の相対位置を固定することができる。図示の例のように、グリッパー５１は、このような相対位置を維持するために積層物Ｓの上面および下面を加圧することができる。
【0107】
前記一対の第１プレス部５０の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、互いを向かう方向から離れる方向に移動することができる。一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、互いを向かって移動しながら積層物Ｓとグリッパー５１のいずれか一方または両方を圧縮することができる。
【0108】
このように、第１プレス部５０は、積層物Ｓを加熱および圧縮して積層物Ｓに含まれる第１電極１１と分離膜１４および第２電極１２の間の空間を縮小または除去して、積層物Ｓのこのような構成要素を結合させることができる。
【0109】
図示されたように、積層物Ｓの接触および圧縮のために構成された一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂの各加圧面は平面として定義することができる。前記一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂのうち少なくとも１つは、本明細書に記載のグリッパー５１の固定部５１ｂに対応する形状のグリッパー溝５２を含んでもよい。図１５のＡに示す例において、一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、それぞれ４つのグリッパー溝５２を含み、４つの固定部５１ｂに対応する。しかしながら、グリッパー溝５２はより多くても少なくてもよい。好ましくは、前記グリッパー溝５２の数は、使用される固定部の数と一致しなければならない。
【0110】
グリッパー５１は、本体５１ａと複数の固定部５１ｂを含んでもよい。図示の配置のように、本体５１ａは、ｘ軸に沿った長さおよびｙ軸に沿った高さを有することができ、それぞれの軸は、積層物Ｓの長さおよび高さと同じまたはほぼ同じ長さおよび高さを有することができる。いくつかの他の配列において、本体は、ｘ軸において積層物Ｓの長さよりも長く、ｙ軸において積層物Ｓの高さよりも大きい高さを有することができる。前記固定部５１ｂは、好ましくは、積層物Ｓの幅方向（ｚ軸）に沿って延びるロッド、カラム、プレートの形態であってもよい。ここで、ｘ軸における積層物Ｓの長さは、積層物Ｓの一側端部から他側端部までの距離が最も長い部分を意味し、ｙ軸における高さは積層物Ｓの積層方向の距離を意味し、ｚ軸における幅は、前記ｘ軸とｙ軸の両側に垂直な方向の距離を意味し得る。
【0111】
固定部５１ｂは、一列が加圧ブロック５０ａの加圧面に隣接し、他の列が加圧ブロック５０ｂの加圧面に隣接する２つの列に設けられてもよい。それぞれの固定部５１ｂの位置は、本体５１ａの高さ方向に調節することができる。このように、それぞれの固定部５１ｂは、積層物Ｓの上部面と下部面に接するように、好ましくはその幅に沿って、積層物Ｓ内の第１電極１１および第２電極１２の相対位置と積層物Ｓの位置を固定できるように配置されてもよい。
【0112】
一部の配置において、第２プレス部６０は、第１プレス部５０によって予め加熱および圧縮された積層物Ｓを加熱および圧縮して、既に一次圧縮された積層物Ｓを二次圧縮してもよい。
【0113】
図１５のＢに示すように、第２プレス部６０は、一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂを含む。前記一対の加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、互いを向かう方向から離れる方向に移動されてもよい。前記一対の加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、互いに移動する際において積層物Ｓの上下面を加圧して積層物を圧縮することができる。
【0114】
図示されたように、積層物Ｓの接触および圧縮のために構成された一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂの各加圧面は平面として定義することができる。図示のように、一部の配置では、固定部５１ｂのための溝が第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂから除外されてもよい。他のいくつかの配列において、一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂのうち少なくとも１つは、グリッパー５１の固定部５１ｂに対応する形状の溝を１つ以上含んでもよい。
【0115】
一部の配置では、第１プレス部５０の一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂのそれぞれは、グリッパー５１の固定部５１ｂに対応する形状のグリッパー溝５２を含み、第２プレス部６０の一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂのそれぞれは、グリッパー溝のない平坦なプレス面を有する。
【0116】
一部の配置では、第２プレス部６０は、第１プレス部５０によって加熱および加圧されないグリッパーが位置する（または以前に）積層物Ｓの一部のみを加熱および加圧することができる。一部の他の配置において、第２プレス部６０は、積層物の上面および下面の全体を加熱および加圧することができる。
【0117】
一部の配置において、第１プレス部５０は、積層物Ｓに含まれた第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２の間の空間を縮小または除去してグリッパー５１が位置しない積層物Ｓの領域において積層物Ｓの構成要素を一緒に結合するために、グリッパー５１に固定された積層物Ｓの上面および下面が固定された状態で、最初に加熱された積層物Ｓを加圧することができる。
【0118】
このような一部の構成において、第２プレス部６０は、第１プレス部５０によって予め接合されており、グリッパー５１が除去された積層物Ｓを圧縮および加熱することができる。これにより、第２プレス部６０は、積層物Ｓに含まれる第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間の空間を縮小または除去して、グリッパー５１が以前に第１プレス部５０による初期加圧動作中に積層物Ｓを加圧した領域において積層物Ｓのこのような構成要素を互いに結合させることができる。このような一部の配置において、前記一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、それぞれ直六面体状の四角ブロックであってもよい。このような配列において、前記一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、前述の平坦な加圧面を有してもよい。
【0119】
一部の配置において、第１プレス部５０の一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、それぞれ平坦な加圧面を有してもよい。このような配置において、第２プレス部６０の一対の第２プレスブロック６０ａ、６０ｂのそれぞれは、グリッパー５１の固定部５１ｂに対応する形状の溝を有してもよい。
【0120】
一部の配置において、前記固定部５１ｂは、アルミニウムおよび鉄からなる群から選択される熱伝導性金属材料などの熱伝導性材料を含んでもよい。積層物Ｓに熱を伝導することにより、第１プレス部５０がグリッパー５１によって固定された積層物Ｓを圧縮する際、電極１１、１２、および分離膜１４は、それらの間の空間が縮小または除去されて互いに接合することができる。
【0121】
一部の配置において、第２プレス部６０は、グリッパー５１が以前に位置していた積層物Ｓの領域を圧縮せず、代わりにグリッパー５１が以前に位置せず、第１プレス部５０が初期加圧する間に、加圧していない積層物Ｓの領域のみを圧縮することができる。
【0122】
また、前記一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、それぞれ直六面体状の四角ブロックであってもよい。このような配列において、前記一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、上述した平坦な加圧面を有することができる。
【0123】
前記第１および第２プレス部５０、６０のいずれか一つまたは両方とも、好ましくは一対の第１および第２加圧ブロック５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂを加熱して前記ブロックが積層物を加圧する時に積層物Ｓを加熱するように構成されたプレスヒータ（図示せず）を含む。このように、第１および第２プレス部５０，６０で積層物Ｓを加圧すると、第１電極１１と分離膜１４と第２電極１２の熱融着がよりうまく行われ、これらの層の間に、より強い結合が形成されることができる。
【0124】
前記一対の第１および第２加圧ブロック５０ａ、５０ｂ、６０ａ、６０ｂのいずれか１つ以上において、それぞれの加圧面の長さおよび幅は、いずれも積層物Ｓの対応する長さおよび幅（それぞれｘおよびｚ軸）より大きくてもよい。
【0125】
前記のように構成された本発明の一実施形態による電極組立体の製造装置１００は、積層物Ｓの構成要素が互いに熱融着することにより、積層物Ｓが崩れたり、積層物Ｓの構成要素が状態内で位置がずれることを好ましく防止することができる。
【0126】
以下、本発明の他の実施形態による電極組立体を製造する装置について説明する。
【0127】
図１３は、本発明の他の実施形態による電極組立体の製造装置を概念的に示した正面図である。図１３には便宜上ホールディング機構が省略されており、平面図において後方に位置するプレス部１８０が点線で示されている。
【0128】
図１３を参照すると、本発明の他の実施形態による電極組立体の製造装置２００は、スタックテーブル１１０；分離膜１４を供給する分離膜供給部１２０；第１電極１１を供給する第１電極供給部１３０；第２電極１２を供給する第２電極供給部１４０；スタックテーブル１１０上に第１電極１１を積層する第１電極スタック部１５０；スタックテーブル１１０上に第２電極１２を積層する第２電極スタック部１６０；第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２を互いに接合するプレス部１８０；およびスタックテーブル１１０上の積層物Ｓの位置を固定するためのホールディング機構１７０を含む（図１２参照）。
【0129】
本発明の他の実施形態による装置２００は、スタックテーブル１１０を回転させる回転部Ｒと、第１および第２電極１１，１２を検査するビジョン装置２９０をさらに含んでもよい。
【0130】
したがって、本実施形態では、以前の実施形態と重複する内容を簡単に説明し、以前の実施形態との相違点を中心として説明する。
【0131】
より詳細には、装置２００のビジョン装置２９０は、第１カメラ２９１および第２カメラ２９２を含んでもよい。第１カメラ２９１は、第１電極供給部１３０において第１電極取り付けテーブル１３１に取り付けられた第１電極１１を撮影し、第２カメラ２９２は、第２電極供給部１４０において第２電極取り付けテーブル１４１に取り付けられた第２電極１２を撮影することができる。第１カメラ２９１および第２カメラ２９２によって得られた画像情報を介して、第１電極１１および第２電極１２の積層品質を検査することができる。例えば、第１電極１１および第２電極１２の取り付け位置、大きさおよび積層状態を検査することができる。
【0132】
回転部Ｒは、スタックテーブル１１０を一方向ｒ１および他方向ｒ２に回転させることができる。回転部Ｒの一側には第１電極スタック部１５０が設けられ、回転部Ｒの他側には第２電極スタック部１６０が設けられてもよい。回転部Ｒは、第１電極１１が積層されるときに、第１サクションヘッド１５１に対向するようにスタックテーブル１１０を一側に回転させ、第２電極１２が積層されるとき、第２サクションヘッド１６１に対向するようにスタックテーブル１１０を他側に回転させることができる。スタックテーブル１１０を第１電極スタック部１５０と第２電極スタック部１６０に対向する方向との間で交互に回転させることにより、図４に示すように、第１電極１１および第２電極１２のうちそれぞれの連続した電極の間の分離膜１４のジグザグフォールディングを達成することができる。
【0133】
本実施形態の装置２００およびその全てのサブ構成要素は、別途に言及されている場合を除いて、前述の実施形態の装置１００と同様に動作する。例えば、第１電極供給部１３０の第１電極取り付けテーブル１３１に第１電極１１が供給されて取り付けられると、ビジョン装置２９０を介して第１電極１１の積層品質を検査することができる。同様に、第２電極１２が第２電極供給部１４０の第２電極取り付けテーブル１４１に供給されて取り付けられると、ビジョン装置２９０を介して第２電極１２の積層品質を検査することができる。
【0134】
また、本発明の一実施形態において、前記陽極は、例えば、陽極集電体上に陽極活物質、導電材およびバインダーの混合物を塗布した後、乾燥して製造され、必要に応じて、前記混合物に充填剤をさらに添加することもある。このとき使用される物質は、当該分野で通常使用される材料が使用され得る。
【0135】
具体的には、前記陽極活物質は、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）などの層状化合物や１またはそれ以上の遷移金属で置換された化合物；化学式Ｌｉ１＋ｘＭｎ２－ｘＯ４（ここで、ｘは０～０．３３である）、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３、ＬｉＭｎＯ２などのリチウムマンガン酸化物；リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）；ＬｉＶ３Ｏ８、ＬｉＦｅ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｕ２Ｖ２Ｏ７などのバナジウム酸化物；化学式ＬｉＮｉ１－ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、ｘ＝０．０１～０．３である）で表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物；化学式ＬｉＭｎ２－ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、ｘ＝０．０１～０．１である）またはＬｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎである）で表されるリチウムマンガン複合酸化物；化学式のＬｉの一部がアルカリ土類金属イオンで置換されたＬｉＭｎ２Ｏ４；ジスルフィド化合物；Ｆｅ２（ＭｏＯ４）３などが挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
【0136】
具体的には、前記陽極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発することなく高い導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、またはアルミニウムやステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したものなどが用いられ得るが、詳細にはアルミニウムであってもよい。集電体は、その表面に微細な凹凸を形成して陽極活物質の接着力を高めることもでき、フィルム、シート、箔、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体など様々な形態が可能である。また、前記陽極集電体は一般に３μｍ～５００μｍの厚さであってもよい。
【0137】
前記導電材は、通常、陽極活物質を含む混合物の全重量を基準に１～５０重量％で添加することができる。このような導電材は、当該電池に化学的変化を誘発することなく導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛；カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サマーブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維；フッ化カーボン、アルミニウム、ニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウイスキー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；ポリフェニレン誘導体などの導電性素材などが用いられ得る。
【0138】
前記バインダーは、活物質と導電材などの結合と集電体への結合に助力する成分であり、通常、陽極活物質を含む混合物全重量を基準にして１～５０重量％で添加される。このようなバインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプン、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン－ジエンテルポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブチレンゴム、フッ素ゴム、様々な共重合体などが挙げられる。
【0139】
前記充填剤は、陽極の膨張を抑制する成分として選択的に用いられ、当該電池に化学的変化を引き起こすことなく、繊維状材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオリフィン系重合体；ガラス繊維、炭素繊維などの繊維状物質が使用される。
【0140】
また、本発明の一実施形態において、前記陰極は、陰極集電体上に前記陰極活物質を塗布、乾燥およびプレスして製造され、必要に応じて前記と同様の導電材、バインダー、充填剤などが選択的にさらに含まれてもよい。この場合も、当該分野で通常使用される物質が使用されてもよい。具体的には、前記陰極活物質は、例えば、難黒鉛化炭素、黒鉛系炭素などの炭素；ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１），ＳｎｘＭｅ１－ｘＭｅ'ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ'：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）などの金属複合酸化物；リチウム金属；リチウム合金；ケイ素系合金；錫系合金；ＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、およびＢｉ２Ｏ５などの金属酸化物；ポリアセチレンなどの導電性高分子；Ｌｉ－Ｃｏ－Ｎｉ系材料などを用いることができる。
【0141】
このような陰極集電体は、当該電池に化学的変化を誘発せず、導電性を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、銅、ステンレススチール、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅やステンレススチールの表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀などで表面処理したもの、アルミニウム－カドミウム合金などが用いられ得る。また、陽極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成して陰極活物質の結合力を強化することもでき、フィルム、シート、箔、ネット、多孔質体、発泡体、不織布体など様々な形態で用いられてもよい。さらに、前記陰極集電体は一般に３μｍ～５００μｍの厚さであってもよい。
【0142】
本発明の一実施形態において、前記分離膜は、有／無機複合多孔性のＳＲＳ（Ｓａｆｅｔｙ－Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ Ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ）分離膜であってもよい。前記ＳＲＳ分離膜は、ポリオレフィン系分離膜基材上に無機物粒子とバインダー高分子とを含むコーティング層成分が塗布された構造であってもよい。
【0143】
このようなＳＲＳ分離膜は、無機物粒子の耐熱性によって高温熱収縮が発生しないため、針状導体によって電極組立体が貫通されても、安全分離膜の延伸率を維持することができる。
【0144】
このような、ＳＲＳ分離膜は、分離膜基材自体に含まれた気孔構造とともに、コーティング層成分である無機物粒子間の空き空間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ ｖｏｌｕｍｅ）によって形成された均一な気孔構造を有することができ、前記気孔は、電極組立体に加えられる外部の衝撃をかなり緩和することができるだけでなく、気孔を通してリチウムイオンの円滑な移動が行われ、多量の電解液が満たされて高い含浸率を示すことができるので、電池の性能向上を共に図ることができる。
【0145】
一部の配列において、分離膜は、分離膜の部分が隣接した陽極および陰極の対応する縁（以下「余剰部分」）を超えて両側から外側に延びるように分離膜の幅寸法（分離膜が広がる長手方向の寸法に直交する）の寸法を有してもよい。また、このような分離膜の外側に延びる部分は、分離膜の収縮を防止するために、分離膜の一面または両面に形成された分離膜の厚さより厚いコーティング層を含む構造を有してもよい。分離膜の外側に延びた余剰部分の厚いコーティング層の詳細は、全内容がここに参照として含まれる韓国公開特許第１０－２０１６－００５４２１９号を参照することができる。一部の配列において、それぞれの分離膜余剰部分は、分離膜の幅の５％～１２％の大きさを有することができる。さらに、一部の配列において、コーティング層は、各分離膜の余剰部分の幅の５０％～９０％の幅にわたって分離膜の両面にコーティングされてもよい。また、コーティング層の幅は、分離膜の各面において同一または異なってもよい。一部の配列において、コーティング層は成分として無機粒子およびバインダー高分子を含んでもよい。
【0146】
本発明の一実施形態において、前記ポリオレフィン系分離膜成分の例としては、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンまたはそれらの誘導体などがある。
【0147】
本発明の一実施形態において、前記コーティング層の厚さは、前記第１電極または第２電極の厚さよりも小さいサイズであってもよい。具体的な例において、前記コーティング層の厚さは、第１電極または第２電極の厚さの３０％～９９％の大きさであってもよい。
【0148】
本発明の一実施形態において、前記コーティング層は湿式コーティングまたは乾式コーティングによって形成されてもよい。
【0149】
本発明の一実施形態において、前記基材とコーティング層は、ポリオレフィン系分離膜基材表面の気孔とコーティング層とが相互に絡み合う形態（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）で存在し、分離膜基材と活性層とが物理的に堅固に結合することができる。
【0150】
このとき、前記基材と活性層は、物理的結合力と分離膜上に存在する気孔の構造を考慮して、９：１～１：９の厚さ比を有してもよく、詳細には５：５の厚さ比を有してもよい。
【0151】
本発明の一実施形態において、前記無機物粒子は、当業界で通常使用される無機物粒子が使用されてもよい。前記無機物粒子は、無機物粒子間の空き空間の形成を可能とし、微気孔を形成する役割と物理的形態を維持することのできる一種のスペーサ（ｓｐａｃｅｒ）の役割を兼ねることになる。また、前記無機物粒子は、一般に２００℃以上の高温になっても物理特性が変わらない特性を有するため、形成された有／無機複合多孔性フィルムが優れた耐熱性を有することになる。
【0152】
また、前記無機物粒子は、電気化学的に安定であれば特に制限されない。すなわち、本発明において使用できる無機物粒子は、適用される電池の作動電圧範囲（例えば、Ｌｉ／Ｌｉ＋基準で０～５Ｖ）で酸化および／または還元反応が起こらないものであれば特に限定されない。特に、イオン伝達能力のある無機物粒子を用いる場合、電気化学素子内のイオン伝導度を高めて性能向上を図ることができるため、できるだけイオン伝導度が高いことが好ましい。また、前記無機物粒子が高い密度を有する場合、コーティングの時に分散させることが困難であるだけでなく、電池製造時の重量の増加の問題もあるため、できるだけ密度が小さいことが好ましい。また、誘電率が高い無機物の場合、液体電解質内の電解質塩、例えばリチウム塩の解離度の増加に寄与し、電解液のイオン伝導度を向上させることができる。
【0153】
前記の理由から、前記無機物粒子は、圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）を有する無機物粒子およびリチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子で構成された群から選択された少なくとも１種であってもよい。
【0154】
前記圧電性（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）無機物粒子は、常圧では不導体であるが、一定圧力が印加された場合、内部構造の変化により電気が通じる物性を有する物質を意味するものであり、誘電率定数が１００以上の高誘電率特性を示すだけでなく、一定圧力を印加して引張または圧縮される場合、電荷が発生して一面は正に、反対側は負にそれぞれ帯電することにより、両面の間に電位差が発生する機能を有する物質である。
【0155】
前記のような特徴を有する無機物粒子をコーティング層成分として用いる場合、針状導体のような外部衝撃により両電極の内部短絡が発生する場合、分離膜にコーティングされた無機物粒子により陽極と陰極とが直接接触しないだけでなく、無機物粒子の圧電性により粒子内の電位差が発生し、これにより両電極間の電子移動、すなわち微細な電流の流れが行われることにより、緩やかな電池の電圧減少およびこれによる安全性の向上を図ることができる。
【0156】
前記圧電性を有する無機物粒子の例としては、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ１－ｘＬａｘＺｒ１－ｙＴｉｙＯ３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ－ＰＴ）およびハフニア（ＨｆＯ２）からなる群から選択される１種以上であってもよいが、これに限定されない。
【0157】
前記リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、リチウム元素を含有するが、リチウムを貯蔵せず、リチウムイオンを移動させる機能を有する無機物粒子を指すものであり、リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子は、粒子構造の内部に存在する一種の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）によりリチウムイオンを伝達および移動させることができるため、電池内のリチウムイオン伝導度が向上し、これにより電池性能向上を図ることができる。
【0158】
前記リチウムイオン伝達能力を有する無機物粒子の例としては、リチウムホスフェート（Ｌｉ３ＰＯ４）、リチウムチタニウムホスフェート（ＬｉｘＴｉｙ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムアルミニウムチタニウムホスフェート（ＬｉｘＡｌｙＴｉｚ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜３）、（ＬｉＡｌＴｉＰ）ｘＯｙ系列ｇｌａｓｓ（０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１３）、リチウムランタンチタネート（ＬｉｘＬａｙＴｉＯ３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムゲルマニウムチオホスフェート（ＬｉｘＧｅｙＰｚＳｗ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、０＜ｗ＜５）、リチウムナイトライド（ＬｉｘＮｙ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜２）、ＳｉＳ２（ＬｉｘＳｉｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜４）系列ｇｌａｓｓおよびＰ２Ｓ５（ＬｉｘＰｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、０＜ｚ＜７）系列ｇｌａｓｓからなる群から選択された１種以上であってもよいが、これに限定されるものではない。
【0159】
前記コーティング層成分である無機物粒子およびバインダー高分子の組成比は大きい制約はないが、１０：９０～９９：１重量％の範囲内で調節可能であり、８０：２０～９９：１重量％の範囲が好ましい。１０：９０重量％比の未満の場合、高分子の含量が過度に多くなり、無機物粒子の間に形成された空き空間の減少による気孔サイズおよび気孔度が減少し、最終電池性能の低下を招き、逆に９９：１重量％比を超えると、高分子含量が少なすぎるため、無機物間の接着力が弱くなり、最終の有／無機複合多孔性分離膜の機械的物性が低下することがある。
【0160】
本発明の一実施形態において、前記バインダー高分子は、当業界で通常使用されるバインダー高分子が使用されてもよい。
【0161】
前記有／無機複合多孔性分離膜のうち、コーティング層は、上述の無機物粒子およびバインダー高分子の他に、通常知られている他の添加剤をさらに含んでもよい。
【0162】
本発明の一実施形態において、前記コーティング層は、活性層と呼ぶこともできる。
【0163】
以上、本発明を具体的な実施形態を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明による電極組立体の製造装置はこれに限定されない。本発明の技術的思想内で、当該分野の通常の知識を有する者によって様々な実施が可能であると言える。
【0164】
１）実施例１
【0165】
陽極供給部、陰極供給部および分離膜供給部からそれぞれ陽極シート１９枚、陰極シート２０枚および長い分離膜をスタックテーブルに供給した。
【0166】
より具体的には、陽極および陰極はそれぞれ陽極シートおよび陰極シートからカット（ｃｕｔｔｉｎｇ）された形態で供給され、長い分離膜は分離膜シートの形態で供給された。その後、上述したように前記スタックテーブルを回転させながら陽極と陰極を積層しながら供給される分離膜をフォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）させた。このとき、ホールディング機構を用いてスタックテーブルの積層物を押して安定化して電極３９枚を含む積層物を製造した。
【0167】
前記積層物を製造した後、前記積層物をグリッパーで把持し、５０℃の温度条件および１．４６ＭＰａの圧力条件で前記積層物を加熱しながら１５秒間加圧して第１次ヒートプレス段階を進行した。
【0168】
第１次ヒートプレス段階の後、グリッパーを積層物から分離し、プレス部の加圧ブロックの温度を６０℃温度条件に保持し、プレス部の加圧ブロックで前記積層物に１ＭＰａの圧力（圧力条件）を１５秒（プレス時間）間加えるプレヒーティング動作を行った。
【0169】
前記プレヒーティング動作後、加圧ブロックの温度を６０℃温度条件になるように保持し、プレス部の加圧ブロックで前記積層物に１．８ＭＰａの圧力（圧力条件）を７秒（プレス時間）間加える第２次ヒートプレス動作を行った。
【0170】
２）実施例２～５および比較例１～１７
【0171】
下記表１に示す温度条件、圧力条件およびプレス時間下で行ったことを除いては、実施例１の電極組立体の製造方法と同様の方法で実施例２～５の電極組立体を製造した。
【0172】
下記表２および表３に記載の温度条件、圧力条件およびプレス時間下で行ったことを除いては、実施例１の電極組立体の製造方法と同様の方法で第１次および第２次ヒートプレス動作を行い、比較例１～１７の電極組立体を作製した。すなわち、比較例１～比較例１２の場合には、プレヒーティング動作は行われていない。
【0173】
【表1】
【0174】
【表2】
【0175】
【表3】
【0176】
３）実験例１－耐電圧評価
【0177】
実施例１～実施例５の電極組立体および比較例１～比較例１２の電極組立体の耐電圧を測定した。特に、実施例１～５および比較例１～１２の電極組立体に印加される電圧を０Ｖから４０００Ｖに増加させ、リーク電流が０．６ｍＡ以上になる時点の電圧値を測定して耐電圧値と決定した。
【0178】
その結果を下記表４に示す。
【0179】
【表4】
【0180】
一般に、電極組立体の損傷を引き起こす主な要因は圧力条件である。
【0181】
表４の結果から、実施例１～５（本発明の電極組立体の製造方法を使用）と比較例１～１２（プレヒーティング動作省略）を比較した結果、第２次ヒートプレス動作の圧力条件が同一であり、全工程において加熱および加圧する総時間（総プレス時間）が同じであっても、本発明による電極組立体の製造方法により製造された電極組立体は、より良好な耐電圧を有することが確認できた。
【0182】
また、実施例１および実施例３から、全工程において加熱および加圧の総時間（総プレス時間）を減少させながら、優れた耐電圧特性を有する電極組立体が製造できることを確認した。これは、このような例は、全体工程の効率の向上およびコストの削減をもたらすことを示している。
【0183】
４）実験例１－接着力評価
【0184】
実施例１～６および比較例４、８、１１～１７の電極組立体（以前の試験で６０秒前には電極と分離膜との分離が観察されなかった）を分解（すなわち、層分離）した後、分離された層を分析して積層物Ｓの上段、下段、中間の表面間の接着力を測定した。具体的には、積層物の最下段に位置する陰極と分離膜との接着力を測定した。さらに、積層物の最上段に位置する陰極と分離膜との間の接着力を測定した。最後に、積層物の積層方向に沿って中間位置に位置する陰極と分離膜との間の接着力を測定した。
【0185】
分離された電極組立体のそれぞれにおいて、捕集された陰極および分離膜は、幅５５ｍｍおよび長さ２０ｍｍを有する。サンプリングされたサンプルは、電極がスライドガラスの接着面上に位置された状態で、スライドガラスに取り付けられた。その後、試料が付着したスライドガラスを接着力測定装置に装着し、上述したようにＡＳＴＭ－Ｄ６８６２に記載の試験方法に従って１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で９０°剥離試験を実施して試験した。最初の有意な変動を割引した後、セパレータが電極から剥がされる間にサンプル幅（ｇ／ｍｍ）当たりに加えられた力に対する値を測定した。
【0186】
その結果を下記表５に示す。
【0187】
【表5】
【0188】
表５の結果から、プレヒーティングせずに３ＭＰａ（２．５ＭＰａ以上の圧力条件）で第２次ヒートプレス作業を行った比較例４、８、１１および１２における電極組立体の相違する位置のうち少なくとも１つの接着力値が３５ｇｆ（０．３４Ｎ）／２０ｍｍを超えることを確認した。
【0189】
また、比較例１２～１７により、プレヒーティングを行ったときにも、第２次ヒートプレス作業を３ＭＰａ（２．５ＭＰａ以上の圧力条件）で行ったときにも、電極組立体の相違する位置のうち少なくとも１つの接着力値が３５ｇｆ（０．３４Ｎ）／２０ｍｍを超えることを確認した。
【0190】
特に、本発明の電極組立体のプレヒーティング圧力および温度条件を満足しながら、プレヒーティング時間が３０秒を超えた比較例１４および１６と、プレヒーティング動作を行ったが、本発明の電極組立体のプレヒーティング圧力、温度および時間条件を全て満たさなかった比較例１７の場合、電極組立体の相違する位置のうち接着力値の１つは３５ｇｆ（０．３４Ｎ）／２０ｍｍを大きく超えていることを確認した。
【0191】
電極組立体の接着力が３５ｇｆ（０．３４Ｎ）／２０ｍｍを超える場合、洗浄および工程処理が容易ではなく（したがって工程コストが増加することがある）、通気性が不良（したがって均一な電解液濡れ性を有する電極組立体を製造しにくい）という欠点がある。
【0192】
一方、本発明の電極組立体の製造方法で電極組立体を製造する場合、洗浄および工程の取り扱いが容易であり、電極組立体の均一な性能を確認することができた。
【0193】
また、実施例１～４の場合、接着力のばらつきが小さいため、このような電極組立体がより均一な性能を有することが確認できた。
【符号の説明】
【0194】
１０ ・・・電極組立体
１１ ・・・第１電極
１１ａ ・・・第１電極タブ
１２ ・・・第２電極
１２ａ ・・・第２電極タブ
１４ ・・・分離膜
５０ ・・・第１プレス部
５０ａ、５０ｂ ・・・第１加圧ブロック
５１ ・・・グリッパー
５１ａ ・・・本体
５１ｂ ・・・固定部
５２ ・・・グリッパー溝
６０ ・・・第２プレス部
６０ａ、６０ｂ ・・・第２加圧ブロック
１００、２００ ・・・電極組立体の製造装置
１１０ ・・・スタックテーブル
１１１ ・・・テーブル胴体
１１２ ・・・スタックテーブルヒータ
１２０ ・・・分離膜供給部
１２１ ・・・分離膜加熱部
１２１ａ ・・・胴体
１２１ｂ ・・・分離膜ヒータ
１２２ ・・・分離膜ロール
１３０ ・・・第１電極供給部
１３１ ・・・第１電極取り付けテーブル
１３２ ・・・第１電極ヒータ
１３３ ・・・第１電極ロール
１３４ ・・・第１カッター
１３５ ・・・第１コンベヤベルト
１３６ ・・・第１電極供給ヘッド
１４０ ・・・第２電極供給部
１４１ ・・・第２電極取り付けテーブル
１４２ ・・・第２電極ヒータ
１４３ ・・・第２電極ロール
１４４ ・・・第２カッター
１４５ ・・・第２コンベヤベルト
１４６ ・・・第２電極供給ヘッド
１５０ ・・・第１電極スタック部
１５１ ・・・第１サクションヘッド
１５１ａ ・・・真空吸込口
１５１ｂ ・・・底面
１５２ ・・・第１ヘッドヒータ
１５３ ・・・第１移動部
１６０ ・・・第２電極スタック部
１６１ ・・・第２サクションヘッド
１６２ ・・・第２ヘッドヒータ
１６３ ・・・第２移動部
１７０ ・・・ホールディング機構
１７１ ・・・第１ホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）
１７２ ・・・第２ホルダー
１８０ ・・・プレス部
１８１、１８２ ・・・加圧ブロック
１８３，１８４ ・・・プレスヒータ
２９０ ・・・ビジョン装置
２９１ ・・・第１カメラ
２９２ ・・・第２カメラ
Ｒ ・・・回転部
Ｓ ・・・積層物
１１ ・・・第１電極
１１ａ ・・・第１電極タブ
１２ ・・・第２電極
１２ａ ・・・第２電極タブ
１４ ・・・分離膜
５０ ・・・第１プレス部
５０ａ、５０ｂ ・・・第１加圧ブロック
５１ ・・・グリッパー
５１ａ ・・・本体
５１ｂ ・・・固定部
５２ ・・・グリッパー溝
６０ ・・・第２プレス部
６０ａ、６０ｂ ・・・第２加圧ブロック
１００、２００ ・・・電極組立体の製造装置
１１０ ・・・スタックテーブル
１１１ ・・・テーブル胴体
１１２ ・・・スタックテーブルヒータ
１２０ ・・・分離膜供給部
１２１ ・・・分離膜加熱部
１２１ａ ・・・胴体
１２１ｂ ・・・分離膜ヒータ
１２２ ・・・分離膜ロール
１３０ ・・・第１電極供給部
１３１ ・・・第１電極取り付けテーブル
１３２ ・・・第１電極ヒータ
１３３ ・・・第１電極ロール
１３４ ・・・第１カッター
１３５ ・・・第１コンベヤベルト
１３６ ・・・第１電極供給ヘッド
１４０ ・・・第２電極供給部
１４１ ・・・第２電極取り付けテーブル
１４２ ・・・第２電極ヒータ
１４３ ・・・第２電極ロール
１４４ ・・・第２カッター
１４５ ・・・第２コンベヤベルト
１４６ ・・・第２電極供給ヘッド
１５０ ・・・第１電極スタック部
１５１ ・・・第１サクションヘッド
１５１ａ ・・・真空吸込口
１５１ｂ ・・・底面
１５２ ・・・第１ヘッドヒータ
１５３ ・・・第１移動部
１６０ ・・・第２電極スタック部
１６１ ・・・第２サクションヘッド
１６２ ・・・第２ヘッドヒータ
１６３ ・・・第２移動部
１７０ ・・・ホールディング機構
１７１ ・・・第１ホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）
１７２ ・・・第２ホルダー
１８０ ・・・プレス部
１８１、１８２ ・・・加圧ブロック
１８３，１８４ ・・・プレスヒータ
２９０ ・・・ビジョン装置
２９１ ・・・第１カメラ
２９２ ・・・第２カメラ
Ｒ ・・・回転部
Ｓ ・・・積層物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】