KR102579201B1 - Apparatus for fabricating all solid state secondary battery - Google Patents

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Abstract

개시된 전고체 이차전지 제조 장치는, 제1 이형 필름을 공급하는 제1 이형 필름 공급 롤러와, 제2 이형 필름을 공급하는 제2 이형 필름 공급 롤러, 제1 전극 재료를 제1 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 제1 이형 필름에 적층된 고체상의 제1 전극층을 형성하는 제1 전극층 성형 유닛, 제2 전극 재료를 제2 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 제2 이형 필름에 적층된 고체상의 제2 전극층을 형성하는 제2 전극층 성형 유닛, 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 제1 이형 필름, 제1 전극층, 제2 전극층, 및 제2 이형 필름이 적층된 전지 웹을 형성하는 전극층 결합 유닛, 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 전지 웹을 가압하는 프레스 유닛, 및 프레스 유닛을 통과한 전지 웹을 권취하여 회수하는 전지 웹 회수 롤러를 구비한다. 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 공급하는 작업부터 전지 웹을 회수하는 작업까지 롤투롤 방식으로 진행된다. The disclosed all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus includes a first release film supply roller for supplying a first release film, a second release film supply roller for supplying a second release film, and applying a first electrode material on the first release film. and heating to form a solid first electrode layer laminated on the first release film; a first electrode layer forming unit for forming a solid first electrode layer laminated on the first release film; applying a second electrode material on the second release film and heating to form a solid second electrode layer laminated on the second release film; A second electrode layer forming unit forming an electrode layer, the first electrode layer laminated on the first release film and the second electrode layer laminated on the second release film are faced with each other and tightly bonded to form the first release film, the first electrode layer, and the second electrode layer. An electrode layer combining unit that forms a battery web on which an electrode layer and a second release film are laminated, a press unit that presses the battery web to reduce the thickness and increase the density of the laminated first electrode layer and the second electrode layer, and A battery web recovery roller is provided for winding and recovering the battery web. From supplying the first release film and second release film to recovering the battery web, the process is carried out in a roll-to-roll manner.

Description

전고체 이차전지 제조 장치{Apparatus for fabricating all solid state secondary battery} Apparatus for fabricating all solid state secondary battery}

본 발명은 전고체 이차전지 제조 장치와 전고체 이차전지 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus and an all-solid-state secondary battery manufacturing method.

현재 상용화된 대표적인 이차전지는 리튬 이온 이차전지로서, 가연성 액체 전해질을 포함하여 과열 또는 과충전될 경우에 팽창하여 폭발을 일으킬 위험성이 있다. 전고체 이차전지는 액체 전해질 대신에 고체 전해질 소재를 사용하여 폭발 및 화재 위험이 적고 안전하며, 다수의 단위 전지 셀(cell)이 직렬로 연결되는 바이폴라(bipolar) 구조로 설계될 수 있어 고전압 구현에 유리하다. Representative secondary batteries currently commercialized are lithium-ion secondary batteries, which contain a flammable liquid electrolyte and have the risk of expanding and exploding when overheated or overcharged. All-solid-state secondary batteries use solid electrolyte materials instead of liquid electrolytes, making them safer and less prone to explosions and fires. They can be designed with a bipolar structure in which multiple unit cells are connected in series, making it possible to implement high voltage. It is advantageous.

전고체 이차전지의 단위 전지 셀은 양극 활물질층, 고체 전해질층, 및 음극 활물질층을 구비한 3층 구조이거나, 고체 전해질이 첨가된 양극 활물질층 및 고체 전해질이 첨가된 음극 활물질층을 구비한 2층 구조로 구성될 수 있다. 그러나, 전고체 이차전지는 아직 상용화되어 양산되고 있지 않은 실정으로, 양산에 적합한 전고체 이차전지 제조 장치를 구현하는 연구와 노력도 요구된다. The unit cell of an all-solid-state secondary battery has a three-layer structure having a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer, or a two-layer structure having a positive electrode active material layer with a solid electrolyte added and a negative electrode active material layer with a solid electrolyte added. It may be composed of a layered structure. However, since all-solid-state secondary batteries have not yet been commercialized and mass-produced, research and effort to implement an all-solid-state secondary battery manufacturing device suitable for mass production is also required.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0069215호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0069215

본 발명은 젤 형태(gel type)의 전극 재료로부터 시작하여 전고체 이차전지를 제조하는 장치 및 전고체 이차전지를 제조하는 방법으로서, 자동화된 공정 구현을 통해 생산성이 향상되는 전고체 이차전지 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다. The present invention is an all-solid-state secondary battery manufacturing device and a method of manufacturing an all-solid secondary battery starting from a gel-type electrode material, and an all-solid-state secondary battery manufacturing device that improves productivity through automated process implementation. and a manufacturing method are provided.

본 발명은 이형 필름을 풀어 공급하는 것으로부터 이형 필름에 덮인 한 쌍의 전극층을 구비한 전지 웹(web)을 회수하기까지, 롤투롤 방식으로 공정이 수행되는 전고체 이차전지 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다. The present invention provides an all-solid-state secondary battery manufacturing device and manufacturing method in which the process is performed in a roll-to-roll manner, from unwinding and supplying a release film to recovering a battery web having a pair of electrode layers covered by the release film. to provide.

본 발명은, 제1 이형 필름을 공급하는 제1 이형 필름 공급 롤러와, 제2 이형 필름을 공급하는 제2 이형 필름 공급 롤러, 제1 전극 재료를 상기 제1 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제1 이형 필름에 적층된 고체상의 제1 전극층을 형성하는 제1 전극층 성형 유닛, 제2 전극 재료를 상기 제2 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제2 이형 필름에 적층된 고체상의 제2 전극층을 형성하는 제2 전극층 성형 유닛, 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 상기 제1 이형 필름, 제1 전극층, 제2 전극층, 및 제2 이형 필름이 적층된 전지 웹(web)을 형성하는 전극층 결합 유닛, 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 상기 전지 웹을 가압하는 프레스 유닛, 및 상기 프레스 유닛을 통과한 전지 웹을 권취하여 회수하는 전지 웹 회수 롤러를 구비하고, 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 공급하는 작업부터 상기 전지 웹을 회수하는 작업까지 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 진행되는 전고체 이차전지 제조 장치를 제공한다. The present invention includes a first release film supply roller for supplying a first release film, a second release film supply roller for supplying a second release film, and a first electrode material applied on the first release film and heated to A first electrode layer forming unit that forms a solid first electrode layer laminated on a first release film, a solid second electrode layer laminated on the second release film by applying a second electrode material to the second release film and heating it. A second electrode layer forming unit forming a, the first electrode layer laminated on the first release film and the second electrode layer laminated on the second release film are facing each other and tightly bonded to each other to form the first release film, the first electrode layer, An electrode layer combining unit that forms a battery web in which a second electrode layer and a second release film are laminated, and a press unit that presses the battery web to reduce the thickness of the laminated first electrode layer and the second electrode layer and increase the density. , and a battery web recovery roller for winding and recovering the battery web that has passed through the press unit, from the operation of supplying the first release film and the second release film to the operation of recovering the battery web (roll to roll). An all-solid-state secondary battery manufacturing device that is carried out in a -to-roll method is provided.

상기 제1 전극 재료는, 양극 활물질 및 음극 활물질 중 하나의 전극 활물질에 전해질 물질이 첨가되어 형성된 젤(gel) 형태의 물질이고, 상기 제2 전극 재료는, 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나의 전극 활물질에 전해질 물질이 첨가되어 형성된 젤 형태의 물질일 수 있다. The first electrode material is a gel-type material formed by adding an electrolyte material to one of the positive electrode active material and the negative electrode active material, and the second electrode material is the other electrode of the positive electrode active material and the negative electrode active material. It may be a gel-type material formed by adding an electrolyte material to an active material.

상기 제1 전극층 성형 유닛은, 상기 제1 전극 재료가 수용된 제1 탱크(tank), 상기 제1 이형 필름이 상기 제1 탱크를 경유하도록 지지하여 상기 제1 이형 필름에 상기 제1 전극 재료를 도포시키는 제1 코팅 롤러, 및 상기 제1 전극 재료의 전극 활물질과 전해질 물질이 고르게 분산 혼합되도록 상기 제1 탱크 내에서 회전하는 제1 교반 롤러를 구비한 제1 코팅기(coater)를 구비하고, 상기 제2 전극층 성형 유닛은, 상기 제2 전극 재료가 수용된 제2 탱크, 상기 제2 이형 필름이 상기 제2 탱크를 경유하도록 지지하여 상기 제2 이형 필름에 상기 제2 전극 재료를 도포시키는 제2 코팅 롤러, 및 상기 제2 전극 재료의 전극 활물질과 전해질 물질이 고르게 분산 혼합되도록 상기 제2 탱크 내에서 회전하는 제2 교반 롤러를 구비한 제2 코팅기를 구비할 수 있다. The first electrode layer forming unit supports a first tank containing the first electrode material, the first release film to pass through the first tank, and applies the first electrode material to the first release film. A first coater is provided with a first coating roller that rotates in the first tank so that the electrode active material and the electrolyte material of the first electrode material are evenly dispersed and mixed, and the first coater is provided. The two-electrode layer forming unit includes a second tank containing the second electrode material, a second coating roller that supports the second release film to pass through the second tank and applies the second electrode material to the second release film. , and a second coating machine having a second stirring roller that rotates in the second tank so that the electrode active material and the electrolyte material of the second electrode material are evenly dispersed and mixed.

상기 제1 코팅기는 상기 제1 이형 필름에 도포된 제1 전극 재료의 두께를 규제하는 제1 콤마 롤러(comma roller)를 더 구비하고, 상기 제2 코팅기는 상기 제2 이형 필름에 도포된 제2 전극 재료의 두께를 규제하는 제2 콤마 롤러를 더 구비하며, 상기 제1 교반 롤러는 상기 제1 탱크에 수용된 제1 전극 재료가 상기 제1 콤마 롤러를 향하도록 유도하는 방향으로 회전하고, 상기 제2 교반 롤러는 상기 제2 탱크에 수용된 제2 전극 재료가 상기 제2 콤마 롤러를 향하도록 유도하는 방향으로 회전할 수 있다. The first coater further includes a first comma roller for regulating the thickness of the first electrode material applied to the first release film, and the second coater is configured to regulate the thickness of the first electrode material applied to the first release film. It further includes a second comma roller that regulates the thickness of the electrode material, wherein the first stirring roller rotates in a direction to guide the first electrode material contained in the first tank toward the first comma roller, and 2 The stirring roller may rotate in a direction that guides the second electrode material contained in the second tank toward the second comma roller.

상기 제1 교반 롤러의 외주면에 상기 제1 교반 롤러가 회전함에 따라 상기 제1 전극 재료가 혼합되도록 자극하는 제1 외주면 홈(groove)이 형성되고, 상기 제2 교반 롤러의 외주면에 상기 제2 교반 롤러가 회전함에 따라 상기 제2 전극 재료가 혼합되도록 자극하는 제2 외주면 홈이 형성될 수 있다. A groove is formed on the outer peripheral surface of the first stirring roller to stimulate mixing of the first electrode material as the first stirring roller rotates, and the second stirring roller is formed on the outer peripheral surface of the second stirring roller. As the roller rotates, a second outer circumferential groove may be formed that stimulates mixing of the second electrode material.

본 발명의 전고체 이차전지 제조 장치는, 상기 프레스 유닛을 통과한 전지 웹이 상기 전지 웹 회수 롤러에 회수되기 전에 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 측정하는 두께 측정 센서(sensor)를 더 구비하고, 상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께가 미리 설정된 기준값보다 크면 상기 프레스 유닛의 가압력이 증가되고, 상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께가 상기 기준값보다 작으면 상기 프레스 유닛의 가압력이 감소될 수 있다. The all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus of the present invention includes a thickness measuring sensor that measures the thickness of the laminated first electrode layer and the second electrode layer before the battery web that has passed through the press unit is recovered by the battery web recovery roller. Further provided, if the thickness measured by the thickness measurement sensor is greater than the preset reference value, the pressing force of the press unit is increased, and if the thickness measured by the thickness measurement sensor is smaller than the reference value, the pressing force of the press unit is increased. can be reduced.

상기 프레스 유닛은, 한 쌍의 롤러를 구비하는 롤러 프레스(roller press)를 구비하여 상기 전지 웹이 상기 한 쌍의 롤러 사이를 통과하면서 가압되고, 상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께에 따라 상기 롤러 프레스의 한 쌍의 롤러 사이의 간격이 조절될 수 있다. The press unit is provided with a roller press having a pair of rollers, so that the battery web is pressed while passing between the pair of rollers, and the roller presses according to the thickness measured by the thickness measurement sensor. The gap between a pair of rollers in the press can be adjusted.

상기 전극층 결합 유닛은, 한 쌍의 롤러(roller)를 구비하는 롤러 결합기를 구비하여 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층이 상기 롤러 결합기의 한 쌍의 롤러 사이를 통과하면서 밀착 결합되고, 상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께에 따라 상기 롤러 결합기의 한 쌍의 롤러 사이의 간격이 조절될 수 있다. The electrode layer combining unit is provided with a roller coupler having a pair of rollers, and the first electrode layer laminated on the first release film and the second electrode layer laminated on the second release film are one of the roller couplers. They are tightly coupled while passing between a pair of rollers, and the gap between a pair of rollers of the roller coupler can be adjusted according to the thickness measured by the thickness measurement sensor.

상기 전극층 결합 유닛은, 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층이 상기 롤러 결합기를 통과하기 전에 상기 제1 전극층을 가열하는 제1 전극층 예열기, 및 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층이 상기 롤러 결합기를 통과하기 전에 상기 제2 전극층을 가열하는 제2 전극층 예열기를 더 구비할 수 있다. The electrode layer combining unit includes a first electrode layer preheater that heats the first electrode layer before the first electrode layer laminated on the first release film passes through the roller coupler, and a second electrode layer laminated on the second release film. A second electrode layer preheater may be further provided to heat the second electrode layer before passing through the roller coupler.

상기 제1 전극층 성형 유닛은, 상기 제1 이형 필름에 도포된 제1 전극 재료에 근적외선(NIR: near-infrared ray)을 조사하여 40 내지 120℃의 온도로 가열하는 제1 근적외선 히터(heater)를 구비하고, 상기 제2 전극층 성형 유닛은, 상기 제2 이형 필름에 도포된 제2 전극 재료에 근적외선을 조사하여 40 내지 120℃의 온도로 가열하는 제2 근적외선 히터를 구비할 수 있다. The first electrode layer forming unit includes a first near-infrared heater that heats the first electrode material applied to the first release film to a temperature of 40 to 120°C by irradiating near-infrared rays (NIR). The second electrode layer forming unit may be provided with a second near-infrared heater that radiates near-infrared rays to the second electrode material applied to the second release film to heat the second electrode material to a temperature of 40 to 120°C.

본 발명의 전고체 이차전지 제조 장치는, 상기 전지 웹 회수 롤러에 권취 회수된 롤(roll) 형태의 전지 웹을 풀어 공급하는 전지 웹 공급 롤러, 상기 전지 웹에서 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 분리 제거하는 이형 필름 제거기, 및 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름이 제거되고 남은 제1 전극층 및 제2 전극층을 미리 설정된 크기로 절단하여 전지 셀을 형성하는 전지 셀 절단기(cutter)를 더 구비할 수 있다. The all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus of the present invention includes a battery web supply roller that unwraps and supplies a battery web in the form of a roll wound and recovered to the battery web recovery roller, and the first release film and the second release film in the battery web. A release film remover that separates and removes the film, and a battery cell cutter that forms a battery cell by cutting the first and second electrode layers remaining after the first and second release films are removed to a preset size. More can be provided.

또한 본 발명은, 제1 전극 재료를 제1 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제1 이형 필름에 적층된 고체상의 제1 전극층을 형성하는 제1 전극층 성형 단계, 제2 전극 재료를 제2 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제2 이형 필름에 적층된 고체상의 제2 전극층을 형성하는 제2 전극층 성형 단계, 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 상기 제1 이형 필름, 제1 전극층, 제2 전극층, 및 제2 이형 필름을 구비한 전지 웹을 형성하는 전극층 결합 단계, 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 상기 전지 웹을 가압하는 프레스 단계, 상기 프레스 단계 이후에 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 측정하는 두께 측정 단계, 및 상기 두께 측정 단계에서 측정된 두께에 따라 상기 프레스 단계에서 상기 전지 웹을 가압하는 가압력을 조절하는 가압력 조절 단계를 구비할 수 있다. In addition, the present invention includes a first electrode layer forming step of applying a first electrode material on a first release film and heating to form a solid first electrode layer laminated on the first release film, and applying a second electrode material to the second release film. A second electrode layer forming step of applying on a film and heating to form a solid second electrode layer laminated on the second release film, a first electrode layer laminated on the first release film, and a first electrode layer laminated on the second release film. An electrode layer bonding step of facing two electrode layers and tightly bonding them to form a battery web including the first release film, the first electrode layer, the second electrode layer, and the second release film, the stacked first electrode layer and the second release film. A press step of pressing the battery web to reduce the thickness of the electrode layer and increase the density, a thickness measurement step of measuring the thickness of the laminated first electrode layer and the second electrode layer after the press step, and the thickness measured in the thickness measurement step. A pressing force adjustment step may be provided to adjust the pressing force for pressing the battery web in the press step depending on the thickness.

본 발명에 의하면 젤 형태(gel type)의 전극 재료로부터 시작하여 자동화된 공정을 거쳐 한 쌍의 이형 필름과 상기 한 쌍의 이형 필름 사이에 적층된 한 쌍의 전극층을 구비한 전지 웹(web)을 제조할 수 있다. 또한, 한 쌍의 이형 필름을 풀어 공급하는 것으로부터 상기 한 쌍의 이형 필름에 덮인 한 쌍의 전극층을 구비한 전지 웹(web)을 회수하기까지, 롤투롤 방식으로 공정이 수행된다. 상기 전지 웹에서 한 쌍의 이형 필름을 분리하고 상기 한 쌍의 전극층을 일정한 크기로 절단하면 전고체 이차전지의 2층 단위 전지 셀을 제조할 수 있다. 따라서, 전고체 이차전지의 생산성이 향상된다. According to the present invention, starting from a gel-type electrode material, an automated process is performed to produce a battery web having a pair of release films and a pair of electrode layers laminated between the pair of release films. It can be manufactured. In addition, the process is performed in a roll-to-roll manner from unwinding and supplying a pair of release films to recovering a battery web having a pair of electrode layers covered by the pair of release films. By separating a pair of release films from the battery web and cutting the pair of electrode layers to a certain size, a two-layer unit battery cell of an all-solid-state secondary battery can be manufactured. Therefore, the productivity of the all-solid-state secondary battery is improved.

두께 측정 센서를 구비하는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 측정된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께에 따라 전지 웹을 가압하는 가압력을 조절함으로써 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께 정밀하게 조정할 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention equipped with a thickness measurement sensor, the thickness of the laminated first electrode layer and the second electrode layer is precisely adjusted by adjusting the pressing force for pressing the battery web according to the measured thickness of the first electrode layer and the second electrode layer. It can be adjusted.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전고체 이차전지 제조 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 제1 전극층 성형 유닛의 구성도이고, 도 3은 도 1의 제2 전극층 성형 유닛의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of an all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of the first electrode layer forming unit in FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration diagram of the second electrode layer forming unit in FIG. 1.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전고체 이차전지 제조 장치 및 전고체 이차전지 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus and an all-solid-state secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The terminology used in this specification is a term used to appropriately express preferred embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention of the user or operator or the customs of the field to which the present invention belongs. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전고체 이차전지 제조 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 제1 전극층 성형 유닛의 구성도이고, 도 3은 도 1의 제2 전극층 성형 유닛의 구성도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전고체 이차전지 제조 장치(300)는, 한 쌍의 이형 필름(297, 298)과, 상기 한 쌍의 이형 필름(297, 298) 사이에 적층된 고체상의 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296)을 구비한 전지 웹(web)(299)을 자동화된 생산 공정으로 제조하는 장치이다. 부연하면, 상기 전고체 이차전지 제조 장치(300)는 상기 제1 이형 필름(297) 및 제2 이형 필름(298)을 공급하는 작업부터 상기 전지 웹(299)을 권취 회수하는 작업까지 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 진행된다. 상기 제1 전극층(292)이 양극 활물질과 전해질 물질을 포함하고 상기 제2 전극층(296)이 음극 활물질과 전해질 물질을 포함하거나, 그 반대일 수 있다. FIG. 1 is a configuration diagram of an all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of the first electrode layer forming unit of FIG. 1, and FIG. 3 is a configuration diagram of the second electrode layer forming unit of FIG. 1. It's a degree. 1 to 3, the all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus 300 according to an embodiment of the present invention includes a pair of release films 297 and 298, and the pair of release films 297 and 298. ) is a device that manufactures a battery web 299 having a solid first electrode layer 292 and a second electrode layer 296 laminated between the layers through an automated production process. In detail, the all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus 300 is roll-to-roll ( It is carried out in a roll-to-roll manner. The first electrode layer 292 may include a positive electrode active material and an electrolyte material and the second electrode layer 296 may include a negative electrode active material and an electrolyte material, or vice versa.

상기 전고체 이차전지 제조 장치(300)는 제1 이형 필름 공급 롤러(301), 제2 이형 필름 공급 롤러(302), 제1 전극층 성형 유닛(304), 제2 전극층 성형 유닛(324), 전극층 결합 유닛(360), 프레스 유닛(372), 및 콘트롤러(controller)(385)를 구비한다. 제1 이형 필름 공급 롤러(301)는 롤(roll) 형태로 권취된 제1 이형 필름(297)을 풀어 공급하고, 제2 이형 필름 공급 롤러(302)는 롤 형태로 권취된 제2 이형 필름(298)을 풀어 공급한다. The all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus 300 includes a first release film supply roller 301, a second release film supply roller 302, a first electrode layer forming unit 304, a second electrode layer forming unit 324, and an electrode layer. It is provided with a coupling unit 360, a press unit 372, and a controller 385. The first release film supply roller 301 unwinds and supplies the first release film 297 wound in the form of a roll, and the second release film supply roller 302 supplies the second release film wound in the form of a roll ( 298) is released and supplied.

제1 전극층 성형 유닛(304)은 양극 활물질 및 음극 활물질 중 하나의 전극 활물질(291)에 전해질 물질(293)이 첨가되어 형성된 젤(gel) 형태의 제1 전극 재료(290)를 상기 제1 이형 필름 공급 롤러(301)로부터 공급된 제1 이형 필름(297) 상에 도포하여 가열하여 제1 이형 필름(297)에 적층된 고체상의 제1 전극층(292)을 형성하는 유닛으로, 제1 코팅기(coater)(305), 제1 근적외선 히터(315), 및 한 쌍의 압연기(317, 320)를 구비한다. 도시된 실시예에서 상기 전극 활물질(291)은 젤(gel) 형태의 양극 활물질일 수 있다. 상기 전해질 물질(293)은 파우더(powder) 형태일 수 있다. 파우더 형태의 전해질 물질(293)이 젤 형태의 양극 활물질(291)에 첨가 혼합되어서 전체적으로 젤 형태인 제1 전극 재료(290)가 형성될 수 있다. The first electrode layer forming unit 304 forms a first electrode material 290 in the form of a gel, which is formed by adding an electrolyte material 293 to an electrode active material 291 of a positive electrode active material and a negative electrode active material, and forms the first electrode material 290 into the first release mold. A unit that forms a solid first electrode layer 292 laminated on the first release film 297 by applying and heating it on the first release film 297 supplied from the film supply roller 301, using a first coater ( coater (305), a first near-infrared heater (315), and a pair of rolling mills (317, 320). In the illustrated embodiment, the electrode active material 291 may be a gel-type positive electrode active material. The electrolyte material 293 may be in the form of powder. The powder-type electrolyte material 293 may be added and mixed with the gel-type positive active material 291 to form the first electrode material 290 that is entirely in the form of a gel.

제1 코팅기(305)는 제1 탱크(tank)(306), 제1 코팅 롤러(308), 제1 콤마 롤러(comma roller)(310), 및 제1 교반 롤러(312)를 구비한다. 제1 탱크(306)에는 상기 제1 전극 재료(290)가 수용된다. 제1 교반 롤러(312)는 제1 전극 재료(290)에 포함된 젤 형태의 전극 활물질(291)과 파우더 형태의 전해질 물질(293)이 제1 탱크(306) 내에서 고르게 분산 혼합되도록 제1 탱크(306) 내에서 회전한다. 상기 전극 활물질(291)과 전해질 물질(293)이 혼합 교반된 제1 전극 재료(290)를 제1 탱크(306) 내부에 투입할 수도 있으나, 전극 활물질(291)과 전해질 물질(293)을 분리하여 보관하는 것이 원재료 관리 측면에서 편리하다. 따라서, 상기 전극 활물질(291)과 전해질 물질(293)을 각각 제1 탱크(306)에 투입하고 제1 교반 롤러(312)를 회전시켜 상기 제1 탱크(306) 내에서 제1 전극 재료(290)를 혼합 형성한다. The first coater 305 includes a first tank 306, a first coating roller 308, a first comma roller 310, and a first stirring roller 312. The first electrode material 290 is accommodated in the first tank 306. The first stirring roller 312 is used to evenly disperse and mix the gel-type electrode active material 291 and the powder-type electrolyte material 293 included in the first electrode material 290 within the first tank 306. It rotates within the tank 306. The first electrode material 290, in which the electrode active material 291 and the electrolyte material 293 are mixed and stirred, may be added into the first tank 306, but the electrode active material 291 and the electrolyte material 293 are separated. It is convenient in terms of raw material management to store it. Therefore, the electrode active material 291 and the electrolyte material 293 are each introduced into the first tank 306 and the first stirring roller 312 is rotated to form the first electrode material 290 within the first tank 306. ) is mixed to form.

제1 교반 롤러(312)의 외주면에는 상기 제1 교반 롤러(312)가 회전함에 따라 제1 전극 재료(290)가 혼합되도록 자극하는 복수의 제1 외주면 홈(groove)(313)이 형성된다. 각각의 제1 외주면 홈(313)은 제1 교반 롤러(312)의 외주면의 접선과 상대적으로 큰 각도를 형성하도록 절곡된 급경사면과, 상기 제1 교반 롤러(312)의 외주면의 접선과 상대적으로 작은 각도를 형성하도록 절곡되고 상기 급경사면보다 긴 완경사면에 의해서 한정된다. 상기 급경사면과 완경사면은 제1 외주면 홈(313)의 가장 깊은 지점에서 이어진다. 도 2에서 상기 제1 교반 롤러(312)가 반시계 방향으로 회전함으로써 각각의 제1 외주면 홈(313)의 급경사면이 제1 교반 롤러(312) 주변의 제1 전극 재료(290)를 강하게 밀어내고 이에 따라 제1 전극 재료(290)의 전극 활물질(291)과 전해질 물질(293)이 고르게 혼합된다. A plurality of grooves 313 are formed on the outer peripheral surface of the first stirring roller 312 to stimulate mixing of the first electrode material 290 as the first stirring roller 312 rotates. Each of the first outer circumferential grooves 313 has a steep slope bent to form a relatively large angle with the tangent of the outer circumferential surface of the first stirring roller 312, and has a steep slope that is bent to form a relatively large angle with the tangent of the outer circumferential surface of the first stirring roller 312. It is bent to form a small angle and is defined by a gentle slope that is longer than the steep slope. The steep slope and gentle slope are connected at the deepest point of the first outer circumferential groove 313. In FIG. 2, as the first stirring roller 312 rotates counterclockwise, the steep surface of each first outer peripheral groove 313 strongly pushes the first electrode material 290 around the first stirring roller 312. As a result, the electrode active material 291 and the electrolyte material 293 of the first electrode material 290 are evenly mixed.

제1 코팅 롤러(308)는 제1 이형 필름 공급 롤러(301)에서 공급된 제1 이형 필름(297)이 제1 탱크(306)를 경유하도록 제1 이형 필름(297)을 지지하여 상기 제1 이형 필름(297)에 제1 전극 재료(290)를 도포시킨다. 제1 콤마 롤러(310)는 제1 이형 필름(297)에 도포된 제1 전극 재료(290)의 두께를 규제한다. 도 2에서 상기 제1 교반 롤러(312)가 제1 콤마 롤러(310)의 좌측 아래에 위치하므로, 상기 제1 교반 롤러(312)가 반시계 방향으로 회전함에 따라 상기 제1 탱크(306) 내에서 제1 교반 롤러(312)의 우측 외주면 주변의 전극 재료(290)가 제1 콤마 롤러(310)를 향해 올려져 공급되도록 유도 가압된다. 제1 코팅기(305)에 의해 제1 이형 필름(297)의 길이 방향으로 갭(gap)이나 끊김 없이 제1 전극 재료(290)가 제1 이형 필름(297)에 도포된다. The first coating roller 308 supports the first release film 297 so that the first release film 297 supplied from the first release film supply roller 301 passes through the first tank 306, and the first release film 297 is supplied from the first release film supply roller 301. The first electrode material 290 is applied to the release film 297. The first comma roller 310 regulates the thickness of the first electrode material 290 applied to the first release film 297. In FIG. 2, since the first stirring roller 312 is located below the left side of the first comma roller 310, as the first stirring roller 312 rotates counterclockwise, it moves within the first tank 306. The electrode material 290 around the right outer peripheral surface of the first stirring roller 312 is inductively pressed to be raised and supplied toward the first comma roller 310. The first electrode material 290 is applied to the first release film 297 by the first coater 305 without gaps or breaks in the longitudinal direction of the first release film 297 .

제1 근적외선 히터(315)는 제1 이형 필름(297)에 도포된 젤 형태의 제1 전극 재료(290)에 근적외선(NIR: near-infrared ray)을 조사하여 상기 제1 전극 재료(290)를 40 내지 120℃의 온도로 가열한다. 이를 통해 상기 제1 전극 재료(290)는 휠 수 있는 고체상 제1 전극층(292)으로 성형된다. 상기 근적외선 히터(315)는 전기 에너지를 근적외선으로 변환하여 투사하는 근적외선 램프(lamp)(316)를 구비한다. 근적외선 조사에 의해 도포된 젤 형태의 제1 전극 재료(290)는 상기 근적외선 램프(316)와 마주보는 표면보다 내부가 먼저 가열 경화된다. 따라서, 제1 전극층(292)의 표면만 고체상으로 경화되고 내부는 젤 형태로 잔존하는 성형 불량이 억제된다. The first near-infrared heater 315 radiates near-infrared rays (NIR) to the first electrode material 290 in the form of a gel applied to the first release film 297 to heat the first electrode material 290. Heat to a temperature of 40 to 120°C. Through this, the first electrode material 290 is formed into a bendable solid first electrode layer 292. The near-infrared heater 315 includes a near-infrared lamp 316 that converts electrical energy into near-infrared rays and projects them. The inside of the first electrode material 290 in the form of a gel applied by near-infrared ray irradiation is heat-hardened before the surface facing the near-infrared lamp 316. Accordingly, molding defects in which only the surface of the first electrode layer 292 is hardened into a solid state and the interior remains in a gel form are suppressed.

한 쌍의 압연기(317, 320)는 상기 근적외선 히터(315)를 통과하여 성형된 제1 전극층(292)의 두께를 얇게 하고 밀도를 높이기 위하여 상기 제1 전극층(292)을 단계적으로 압연하며, 상기 제1 전극층(292)의 진행 경로를 따라 일렬로 배열된다. 각각의 압연기(317, 320)는 위아래로 배치된 상부 롤러(318, 321)와 하부 롤러(319, 322)을 구비한다. 상기 제1 전극층(292)이 상부 롤러(318, 321)와 하부 롤러(319, 322) 사이를 통과하면서 압연된다. 제1 이형 필름(297)의 진행 방향을 따라 상대적으로 상류에 배치된 제1 압연기(317)의 상부 롤러(318)와 하부 롤러(319) 사이의 간격이, 상대적으로 하류에 배치된 제2 압연기(320)의 상부 롤러(321)와 하부 롤러(322) 사이의 간격보다 약간 커서 상기 제1 전극층(292)이 단계적으로 압연된다. 상기 압연기(317, 320)의 각 롤러(318, 319, 321, 322)의 직경(diameter)은 예컨대, 50 내지 60mm 일 수 있다. 다만, 제1 전극층 성형 유닛(304)에 구비된 압연기(317, 320)의 개수는 한 쌍에 한정되지 않으며 3개 이상 또는 1개만 구비될 수도 있다. A pair of rolling mills 317 and 320 gradually roll the first electrode layer 292 formed through the near-infrared heater 315 to thin the thickness and increase the density of the formed first electrode layer 292, They are arranged in a row along the travel path of the first electrode layer 292. Each rolling mill 317, 320 is provided with upper rollers 318, 321 and lower rollers 319, 322 disposed above and below. The first electrode layer 292 is rolled while passing between the upper rollers 318 and 321 and the lower rollers 319 and 322. The gap between the upper roller 318 and lower roller 319 of the first rolling mill 317 disposed relatively upstream along the direction of movement of the first release film 297 is greater than that of the second rolling mill disposed relatively downstream. The first electrode layer 292 is rolled in stages because it is slightly larger than the gap between the upper roller 321 and lower roller 322 of 320. The diameter of each roller 318, 319, 321, and 322 of the rolling mills 317 and 320 may be, for example, 50 to 60 mm. However, the number of rolling mills 317 and 320 provided in the first electrode layer forming unit 304 is not limited to one pair and may be provided with three or more or only one.

제2 전극층 성형 유닛(324)은 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나의 전극 활물질(295)에 전해질 물질(293)이 첨가되어 형성된 젤(gel) 형태의 제2 전극 재료(294)를 상기 제2 이형 필름 공급 롤러(302)로부터 공급된 제2 이형 필름(298) 상에 도포하여 가열하여 제2 이형 필름(298)에 적층된 고체상의 제2 전극층(296)을 형성하는 유닛으로, 제2 코팅기(325), 제2 근적외선 히터(335), 및 한 쌍의 압연기(337, 340)를 구비한다. 도시된 실시예에서 상기 전극 활물질(295)은 젤(gel) 형태의 음극 활물질일 수 있다. 상기 전해질 물질(293)은 파우더(powder) 형태일 수 있다. 파우더 형태의 전해질 물질(293)이 젤 형태의 음극 활물질(295)에 첨가 혼합되어서 전체적으로 젤 형태인 제2 전극 재료(294)가 형성될 수 있다. The second electrode layer forming unit 324 forms a second electrode material 294 in the form of a gel formed by adding an electrolyte material 293 to the other electrode active material 295 of the positive electrode active material and the negative electrode active material. A unit that forms a solid second electrode layer 296 laminated on the second release film 298 by applying and heating it on the second release film 298 supplied from the release film supply roller 302, and is a second coater. (325), a second near-infrared heater (335), and a pair of rolling mills (337, 340). In the illustrated embodiment, the electrode active material 295 may be a gel-type negative electrode active material. The electrolyte material 293 may be in the form of powder. The powder-type electrolyte material 293 may be added and mixed with the gel-type negative electrode active material 295 to form the overall gel-type second electrode material 294.

제2 코팅기(325)는 제2 탱크(326), 제2 코팅 롤러(328), 제2 콤마 롤러(330), 및 제2 교반 롤러(332)를 구비한다. 제2 탱크(326)에는 상기 제2 전극 재료(294)가 수용된다. 제2 교반 롤러(332)는 제2 전극 재료(294)에 포함된 젤 형태의 전극 활물질(295)과 파우더 형태의 전해질 물질(293)이 제2 탱크(326) 내에서 고르게 분산 혼합되도록 제2 탱크(326) 내에서 회전한다. 상기 전극 활물질(295)과 전해질 물질(293)이 혼합 교반된 제2 전극 재료(294)를 제2 탱크(326) 내부에 투입할 수도 있으나, 전극 활물질(295)과 전해질 물질(293)을 분리하여 보관하는 것이 원재료 관리 측면에서 편리하다. 따라서, 상기 전극 활물질(295)과 전해질 물질(293)을 각각 제2 탱크(326)에 투입하고 제2 교반 롤러(332)를 회전시켜 상기 제2 탱크(326) 내에서 제2 전극 재료(294)를 혼합 형성한다. The second coater 325 is provided with a second tank 326, a second coating roller 328, a second comma roller 330, and a second stirring roller 332. The second electrode material 294 is accommodated in the second tank 326. The second stirring roller 332 is used to evenly disperse and mix the gel-type electrode active material 295 and the powder-type electrolyte material 293 included in the second electrode material 294 within the second tank 326. It rotates within the tank 326. The second electrode material 294, in which the electrode active material 295 and the electrolyte material 293 are mixed and stirred, may be added into the second tank 326, but the electrode active material 295 and the electrolyte material 293 are separated. It is convenient in terms of raw material management to store it. Therefore, the electrode active material 295 and the electrolyte material 293 are respectively put into the second tank 326 and the second stirring roller 332 is rotated to form the second electrode material 294 within the second tank 326. ) is mixed to form.

제2 교반 롤러(332)의 외주면에는 상기 제2 교반 롤러(332)가 회전함에 따라 제2 전극 재료(294)가 혼합되도록 자극하는 복수의 제2 외주면 홈(333)이 형성된다. 각각의 제2 외주면 홈(333)은 제2 교반 롤러(332)의 외주면의 접선과 상대적으로 큰 각도를 형성하도록 절곡된 급경사면과, 상기 제2 교반 롤러(332)의 외주면의 접선과 상대적으로 작은 각도를 형성하도록 절곡되고 상기 급경사면보다 긴 완경사면에 의해서 한정된다. 상기 급경사면과 완경사면은 제2 외주면 홈(333)의 가장 깊은 지점에서 이어진다. 도 3에서 상기 제2 교반 롤러(332)가 시계 방향으로 회전함으로써 각각의 제2 외주면 홈(333)의 급경사면이 제2 교반 롤러(332) 주변의 제2 전극 재료(294)를 강하게 밀어내고 이에 따라 제2 전극 재료(294)의 전극 활물질(295)과 전해질 물질(293)이 고르게 혼합된다. A plurality of second peripheral grooves 333 are formed on the outer peripheral surface of the second stirring roller 332 to stimulate mixing of the second electrode material 294 as the second stirring roller 332 rotates. Each second outer circumferential groove 333 has a steep slope bent to form a relatively large angle with the tangent of the outer circumferential surface of the second stirring roller 332, and has a steep slope that is bent to form a relatively large angle with the tangent of the outer circumferential surface of the second stirring roller 332. It is bent to form a small angle and is defined by a gentle slope that is longer than the steep slope. The steep slope and gentle slope are connected at the deepest point of the second outer circumferential groove 333. In FIG. 3, as the second stirring roller 332 rotates clockwise, the steep surface of each second outer peripheral groove 333 strongly pushes the second electrode material 294 around the second stirring roller 332. Accordingly, the electrode active material 295 and the electrolyte material 293 of the second electrode material 294 are evenly mixed.

제2 코팅 롤러(328)는 제2 이형 필름 공급 롤러(302)에서 공급된 제2 이형 필름(298)이 제2 탱크(326)를 경유하도록 제2 이형 필름(298)을 지지하여 상기 제2 이형 필름(298)에 제2 전극 재료(294)를 도포시킨다. 제2 콤마 롤러(330)는 제2 이형 필름(298)에 도포된 제2 전극 재료(294)의 두께를 규제한다. 도 3에서 상기 제2 교반 롤러(332)가 제2 콤마 롤러(330)의 우측 아래에 위치하므로, 상기 제2 교반 롤러(332)가 시계 방향으로 회전함에 따라 상기 제2 탱크(326) 내에서 제2 교반 롤러(332)의 좌측 외주면 주변의 전극 재료(294)가 제2 콤마 롤러(330)를 향해 올려져 공급되도록 유도 가압된다. 제2 코팅기(325)에 의해 제2 이형 필름(298)의 길이 방향으로 갭(gap)이나 끊김 없이 제2 전극 재료(294)가 제2 이형 필름(298)에 도포된다. The second coating roller 328 supports the second release film 298 so that the second release film 298 supplied from the second release film supply roller 302 passes through the second tank 326. The second electrode material 294 is applied to the release film 298. The second comma roller 330 regulates the thickness of the second electrode material 294 applied to the second release film 298. In FIG. 3, since the second stirring roller 332 is located below the right side of the second comma roller 330, as the second stirring roller 332 rotates clockwise, it moves within the second tank 326. The electrode material 294 around the left outer peripheral surface of the second stirring roller 332 is inductively pressed to be raised and supplied toward the second comma roller 330. The second electrode material 294 is applied to the second release film 298 without gaps or breaks in the longitudinal direction of the second release film 298 by the second coater 325 .

제2 근적외선 히터(335)는 제2 이형 필름(298)에 도포된 젤 형태의 제2 전극 재료(294)에 근적외선(NIR)을 조사하여 상기 제2 전극 재료(294)를 40 내지 120℃의 온도로 가열한다. 이를 통해 상기 제2 전극 재료(294)는 휠 수 있는 고체상 제2 전극층(296)으로 성형된다. 상기 근적외선 히터(335)는 전기 에너지를 근적외선으로 변환하여 투사하는 근적외선 램프(336)를 구비한다. 근적외선 조사에 의해 도포된 젤 형태의 제2 전극 재료(294)는 상기 근적외선 램프(336)와 마주보는 표면보다 내부가 먼저 가열 경화된다. 따라서, 제2 전극층(296)의 표면만 고체상으로 경화되고 내부는 젤 형태로 잔존하는 성형 불량이 억제된다. The second near-infrared heater 335 irradiates near-infrared rays (NIR) to the gel-shaped second electrode material 294 applied to the second release film 298 to heat the second electrode material 294 at a temperature of 40 to 120°C. Heat to temperature. Through this, the second electrode material 294 is formed into a flexible solid second electrode layer 296. The near-infrared heater 335 includes a near-infrared lamp 336 that converts electrical energy into near-infrared rays and projects them. The inside of the gel-shaped second electrode material 294 applied by near-infrared ray irradiation is heated and hardened before the surface facing the near-infrared lamp 336. Accordingly, molding defects in which only the surface of the second electrode layer 296 is hardened into a solid state and the interior remains in a gel form are suppressed.

한 쌍의 압연기(337, 340)는 상기 근적외선 히터(335)를 통과하여 성형된 제2 전극층(296)의 두께를 얇게 하고 밀도를 높이기 위하여 상기 제2 전극층(296)을 단계적으로 압연하며, 상기 제2 전극층(296)의 진행 경로를 따라 일렬로 배열된다. 각각의 압연기(337, 340)는 위아래로 배치된 상부 롤러(338, 341)와 하부 롤러(339, 342)을 구비한다. 상기 제2 전극층(296)이 상부 롤러(338, 341)와 하부 롤러(339, 342) 사이를 통과하면서 압연된다. 제2 이형 필름(298)의 진행 방향을 따라 상대적으로 상류에 배치된 제1 압연기(337)의 상부 롤러(338)와 하부 롤러(339) 사이의 간격이, 상대적으로 하류에 배치된 제2 압연기(340)의 상부 롤러(341)와 하부 롤러(342) 사이의 간격보다 약간 커서 상기 제2 전극층(296)이 단계적으로 압연된다. 상기 압연기(337, 340)의 각 롤러(338, 339, 341, 342)의 직경은 예컨대, 50 내지 60mm 일 수 있다. 다만, 제2 전극층 성형 유닛(324)에 구비된 압연기(337, 340)의 개수는 한 쌍에 한정되지 않으며 3개 이상 또는 1개만 구비될 수도 있다. A pair of rolling mills 337 and 340 gradually roll the second electrode layer 296 formed through the near-infrared heater 335 to thin the thickness and increase the density of the second electrode layer 296, They are arranged in a row along the travel path of the second electrode layer 296. Each rolling mill (337, 340) is provided with upper rollers (338, 341) and lower rollers (339, 342) disposed above and below. The second electrode layer 296 is rolled while passing between the upper rollers 338 and 341 and the lower rollers 339 and 342. The gap between the upper roller 338 and lower roller 339 of the first rolling mill 337 disposed relatively upstream along the direction of movement of the second release film 298 is greater than that of the second rolling mill 337 disposed relatively downstream. The second electrode layer 296 is rolled in stages because it is slightly larger than the gap between the upper roller 341 and lower roller 342 of 340. The diameter of each roller 338, 339, 341, and 342 of the rolling mills 337 and 340 may be, for example, 50 to 60 mm. However, the number of rolling mills 337 and 340 provided in the second electrode layer forming unit 324 is not limited to one pair and may be provided at three or more or only one.

제1 전극층 성형 유닛(304)을 통과하여 진행하는 제1 이형 필름(297)과 이에 적층된 제1 전극층(292)은 가이드 롤러(guide roller)(344)를 거쳐 전극층 결합 유닛(360)으로 진입하고, 제2 전극층 성형 유닛(324)을 통과하여 진행하는 제2 이형 필름(298)과 이에 적층된 제2 전극층(296)은 가이드 롤러(345)를 거쳐 전극층 결합 유닛(360)으로 진입한다. The first release film 297 passing through the first electrode layer forming unit 304 and the first electrode layer 292 laminated thereon enter the electrode layer combining unit 360 via a guide roller 344. Then, the second release film 298 and the second electrode layer 296 laminated thereon, which pass through the second electrode layer forming unit 324, enter the electrode layer combining unit 360 through the guide roller 345.

전극층 결합 유닛(360)은 제1 이형 필름(297)에 적층된 제1 전극층(292)과 제2 이형 필름(298)에 적층된 제2 전극층(296)을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 상기 제1 이형 필름(297), 제1 전극층(292), 제2 전극층(296), 및 제2 이형 필름(298)이 적층된 전지 웹(web)(299)을 형성한다. 상기 전극층 결합 유닛(360)은 롤러 결합기(365)와, 제1 전극층 예열기(361)와, 제2 전극층 예열기(363)을 구비한다. The electrode layer combining unit 360 makes the first electrode layer 292 laminated on the first release film 297 and the second electrode layer 296 laminated on the second release film 298 face each other and tightly couple them to each other. 1 The release film 297, the first electrode layer 292, the second electrode layer 296, and the second release film 298 are stacked to form a battery web 299. The electrode layer combining unit 360 includes a roller coupler 365, a first electrode layer preheater 361, and a second electrode layer preheater 363.

상기 롤러 결합기(365)는 대등한 높이에 배치된 한 쌍의 롤러, 즉 제1 결합 롤러(366)와 제2 결합 롤러(367)를 구비한다. 상기 제1 이형 필름(297)에 적층된 제1 전극층(292)과 상기 제2 이형 필름(298)에 적층된 제2 전극층(296)이 상기 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이를 통과하면서 가압되어서 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296)의 마주 보는 측면이 밀착 결합되어 전지 웹(299)이 형성된다. 상기 전지 웹(299)의 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296)은 제1 이형 필름(297)과 제2 이형 필름(298)에 덮여서 외부에 노출되지 않는 상태로 진행하므로 오염이 방지된다. 상기 제1 이형 필름(297)과 제2 이형 필름(298)도 상기 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이를 통과하며 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)과 함께 가압된다. The roller coupler 365 has a pair of rollers disposed at equal heights, that is, a first coupling roller 366 and a second coupling roller 367. The first electrode layer 292 laminated on the first release film 297 and the second electrode layer 296 laminated on the second release film 298 pass between the pair of rollers 366 and 367. By pressing, the opposing sides of the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 are tightly coupled to form the battery web 299. The first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 of the battery web 299 are covered with the first release film 297 and the second release film 298 and are not exposed to the outside, thereby preventing contamination. is prevented. The first release film 297 and the second release film 298 also pass between the pair of rollers 366 and 367 and are pressed together with the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296.

상기 한 쌍의 롤러(366, 367)의 직경(diameter)은 예컨대, 50 내지 60mm 일 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 전극층(292, 296)이 보다 쉽게 접합되고 압축 변형될 수 있도록 상기 한 쌍의 롤러(366, 367)의 표면 온도를 40 내지 130℃의 온도가 되도록 가열하는 히터(미도시)가 상기 한 쌍의 롤러(366, 367)에 내재될 수 있다. The diameter of the pair of rollers 366 and 367 may be, for example, 50 to 60 mm. In addition, a heater ( (not shown) may be embedded in the pair of rollers 366 and 367.

제1 전극층 예열기(361)는 제1 이형 필름(297)에 적층된 제1 전극층(292)이 상기 롤러 결합기(365)를 통과하기 전에 상기 제1 전극층(292)을 가열하는 것으로, 제1 이형 필름(297)의 진행 경로를 따라 제1 전극층 성형 유닛(304)의 하류 및 롤러 결합기(365)의 상류에 배치된다. 제2 전극층 예열기(363)는 제2 이형 필름(298)에 적층된 제2 전극층(296)이 상기 롤러 결합기(365)를 통과하기 전에 상기 제2 전극층(296)을 가열하는 것으로, 제2 이형 필름(298)의 진행 경로를 따라 제2 전극층 성형 유닛(324)의 하류 및 롤러 결합기(365)의 상류에 배치된다. The first electrode layer preheater 361 heats the first electrode layer 292 laminated on the first release film 297 before the first electrode layer 292 passes through the roller coupler 365, forming the first release film 297. It is disposed downstream of the first electrode layer forming unit 304 and upstream of the roller coupler 365 along the travel path of the film 297. The second electrode layer preheater 363 heats the second electrode layer 296 laminated on the second release film 298 before the second electrode layer 296 passes through the roller coupler 365, forming the second release film 298. It is disposed downstream of the second electrode layer forming unit 324 and upstream of the roller coupler 365 along the travel path of the film 298.

제1 전극층 예열기(361) 및 제2 전극층 예열기(363)은 각각, 복사열을 발산하는 복사 열원(362. 364)을 구비할 수 있다. 상기 복사 열원(362, 364)의 발열 온도는 40 내지 150℃일 수 있다. 제1 전극층 예열기(361) 및 제2 전극층 예열기(363)의 예열을 통해 제1 및 제2 전극층(292, 296) 간 결합력과 결합 품질이 향상될 수 있다. The first electrode layer preheater 361 and the second electrode layer preheater 363 may each be provided with radiant heat sources 362 and 364 that emit radiant heat. The heating temperature of the radiant heat sources 362 and 364 may be 40 to 150°C. The bonding strength and bonding quality between the first and second electrode layers 292 and 296 can be improved through preheating of the first electrode layer preheater 361 and the second electrode layer preheater 363.

롤러 결합기(365)는 제1 및 제2 결합 롤러(366, 367) 사이의 간격이 미세하게 변경될 수 있게 구성된다. 구체적으로, 상기 제2 결합 롤러(367)의 롤러 샤프트가 유압 실린더(hydraulic cylinder)(368)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 유압 실린더(368)의 로드(rod)가 상기 유압 실린더(368)의 케이스(case)에서 돌출되는 방향으로 이동하면 상기 제1 및 제2 결합 롤러(366, 367) 사이의 간격이 작아지고, 반대로 상기 유압 실린더(368)의 로드가 상기 유압 실린더(368)의 케이스(case)로 삽입되는 방향으로 이동하면 상기 제1 및 제2 결합 롤러(366, 367) 사이의 간격이 커진다. The roller coupler 365 is configured so that the gap between the first and second combination rollers 366 and 367 can be slightly changed. Specifically, the roller shaft of the second coupling roller 367 may be rotatably supported on a hydraulic cylinder 368. When the rod of the hydraulic cylinder 368 moves in a direction protruding from the case of the hydraulic cylinder 368, the gap between the first and second coupling rollers 366 and 367 becomes smaller, Conversely, when the rod of the hydraulic cylinder 368 moves in the direction in which it is inserted into the case of the hydraulic cylinder 368, the gap between the first and second coupling rollers 366 and 367 increases.

프레스 유닛(372)은 전극층 결합 유닛(360)을 통과하여 적층된 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296)의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 상기 전지 웹(299)을 가압하는 유닛으로, 전지 웹(299)의 진행 경로를 따라 상기 전극층 결합 유닛(360)의 하류에 구비된다. 프레스 유닛(372)은 대등한 높이에 배치된 제1 프레스 롤러(374)와 제2 프레스 롤러(375)를 구비한 롤러 프레스(roller press)(373)을 구비한다. 상기 전극층 결합 유닛(360)을 통과한 전지 웹(299)은 상기 제1 및 제2 프레스 롤러(374, 375) 사이를 통과하면서 가압된다. 상기 제1 및 제2 프레스 롤러(374, 375) 사이의 간격이 상기 전극층 결합 유닛(360)의 제1 및 제2 결합 롤러(366, 367) 사이의 간격보다 작다. The press unit 372 is a unit that presses the battery web 299 to reduce the thickness and increase the density of the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 laminated through the electrode layer combining unit 360, It is provided downstream of the electrode layer coupling unit 360 along the travel path of the battery web 299. The press unit 372 includes a roller press 373 with first press rollers 374 and second press rollers 375 arranged at equal heights. The battery web 299 that has passed through the electrode layer coupling unit 360 is pressed while passing between the first and second press rollers 374 and 375. The spacing between the first and second press rollers 374 and 375 is smaller than the spacing between the first and second coupling rollers 366 and 367 of the electrode layer coupling unit 360.

상기 롤러 결합기(365)의 경우와 마찬가지로, 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375)의 직경은 예컨대, 50 내지 60mm 일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)이 보다 쉽게 압축 변형되고 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296) 간 결합력이 더욱 강해지도록 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375)의 표면 온도를 40 내지 130℃의 온도가 되도록 가열하는 히터(미도시)가 상기 한 쌍의 롤러(374, 375)에 내재될 수 있다. As in the case of the roller coupler 365, the diameter of the pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 may be, for example, 50 to 60 mm. In addition, a pair of roller presses 373 are used so that the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 can be compressed and deformed more easily and the bonding force between the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 is stronger. A heater (not shown) that heats the surface temperature of the rollers 374 and 375 to a temperature of 40 to 130° C. may be embedded in the pair of rollers 374 and 375.

롤러 프레스(373)는 롤러 결합기(365)와 유사하게 제1 및 제2 프레스 롤러(374, 375) 사이의 간격이 미세하게 변경될 수 있게 구성된다. 구체적으로, 상기 제2 프레스 롤러(375)의 롤러 샤프트가 유압 실린더(376)에 회전 가능하게 지지될 수 있다. 상기 유압 실린더(376)의 로드(rod)가 상기 유압 실린더(376)의 케이스(case)에서 돌출되는 방향으로 이동하면 상기 제1 및 제2 프레스 롤러(374, 375) 사이의 간격이 작아지고, 반대로 상기 유압 실린더(376)의 로드가 상기 유압 실린더(376)의 케이스로 삽입되는 방향으로 이동하면 상기 제1 및 제2 프레스 롤러(374, 375) 사이의 간격이 커진다. 도 1에 도시되진 않았으나, 프레스 유닛(372)은 전지 웹(299)을 단계적으로 가압하도록 전지 웹(299)의 진행 경로를 따라 상기 롤러 프레스(373)의 하류에 적어도 하나의 롤러 프레스를 더 구비할 수 있다. The roller press 373 is configured to allow the spacing between the first and second press rollers 374 and 375 to be slightly changed, similar to the roller coupler 365. Specifically, the roller shaft of the second press roller 375 may be rotatably supported by the hydraulic cylinder 376. When the rod of the hydraulic cylinder 376 moves in a direction protruding from the case of the hydraulic cylinder 376, the gap between the first and second press rollers 374 and 375 becomes smaller, Conversely, when the rod of the hydraulic cylinder 376 moves in the direction in which it is inserted into the case of the hydraulic cylinder 376, the gap between the first and second press rollers 374 and 375 increases. Although not shown in FIG. 1, the press unit 372 further includes at least one roller press downstream of the roller press 373 along the travel path of the battery web 299 to press the battery web 299 in stages. can do.

전지 웹 회수 롤러(382)는 상기 프레스 유닛(372)을 통과한 전지 웹(299)을 권취하여 회수한다. 두께 측정 센서(378)는 프레스 유닛(372)을 통과한 전지 웹(299)이 전지 웹 회수 롤러(382)에 회수되기 전에 제1 이형 필름(297)과 제2 이형 필름(298) 사이에서 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께를 측정한다. 상기 두께 측정 센서(378)는 예컨대, 초음파를 이용하는 것, 또는 자기장을 이용하는 것일 수 있다. The battery web recovery roller 382 winds and recovers the battery web 299 that has passed through the press unit 372. The thickness measurement sensor 378 is stacked between the first release film 297 and the second release film 298 before the battery web 299 that has passed through the press unit 372 is recovered by the battery web recovery roller 382. The thicknesses of the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 are measured. For example, the thickness measurement sensor 378 may use ultrasonic waves or a magnetic field.

콘트롤러(385)는 제1 이형 필름 공급 롤러(301), 제2 이형 필름 공급 롤러(302), 제1 전극층 성형 유닛(304), 제2 전극층 성형 유닛(324), 전극층 결합 유닛(360), 프레스 유닛(372), 전지 웹 회수 롤러(382), 및 두께 측정 센서(378)의 동작을 제어한다. 특히, 콘트롤러(385)는 두께 측정 센서(378)에 의해 측정된 제1 전극층(292)과 제2 전극층(296)의 두께에 따라 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격, 및 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격을 조절한다. The controller 385 includes a first release film supply roller 301, a second release film supply roller 302, a first electrode layer forming unit 304, a second electrode layer forming unit 324, an electrode layer combining unit 360, Controls the operations of the press unit 372, the battery web recovery roller 382, and the thickness measurement sensor 378. In particular, the controller 385 operates a pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 according to the thickness of the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 measured by the thickness measurement sensor 378. The gap between the roller coupler 365 and the gap between the pair of rollers 366 and 367 of the roller coupler 365 are adjusted.

예를 들면, 상기 두께 측정 센서(378)에 의해 측정된, 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께가 미리 설정된 기준값보다 크면, 상기 롤러 프레스(373)의 가압력이 증가되게 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격이 미세하게 작아지고, 상기 롤러 결합기(365)의 가압력이 증가되게 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격도 미세하게 작아질 수 있다. 반대로, 상기 두께 측정 센서(378)에 의해 측정된, 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께가 미리 설정된 기준값보다 작으면, 상기 롤러 프레스(373)의 가압력이 감소되게 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격이 미세하게 커지고, 상기 롤러 결합기(365)의 가압력이 감소되게 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격도 미세하게 커질 수 있다. For example, if the thickness of the laminated first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 measured by the thickness measurement sensor 378 is greater than a preset reference value, the pressing force of the roller press 373 increases. The gap between the pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 is slightly reduced, and the pressing force of the roller coupler 365 is increased. The pair of rollers 366 of the roller coupler 365 is increased. , 367) can also be slightly reduced. Conversely, if the thickness of the laminated first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 measured by the thickness measurement sensor 378 is less than a preset reference value, the pressing force of the roller press 373 is reduced. The gap between the pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 is slightly increased and the pressing force of the roller coupler 365 is reduced. ) can also become slightly larger.

상기 기준값과 상기 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께의 차이가 클수록 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격의 조정량과, 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격의 조정량이 커질 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격은 롤러 프레스(373)의 유압 실린더(376)를 구동하여 조정하고, 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격은 롤러 결합기(365)의 유압 실린더(368)을 구동하여 조정할 수 있다. 상기 두께 측정 센서(378)의 측정, 및 이 측정 결과를 반영한 롤러 프레스(373)의 한 쌍의 롤러(374, 375) 사이의 간격의 조정, 및 상기 롤러 결합기(365)의 한 쌍의 롤러(366, 367) 사이의 간격의 조정은 예컨대, 1초 간격과 같이 정기적으로 반복될 수 있다. As the difference between the reference value and the thickness of the laminated first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 increases, the adjustment amount of the gap between the pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 and the The amount of adjustment of the gap between the pair of rollers 366 and 367 of the roller coupler 365 can be increased. As described above, the gap between the pair of rollers 374 and 375 of the roller press 373 is adjusted by driving the hydraulic cylinder 376 of the roller press 373, and one of the roller couplers 365 The gap between the pair of rollers 366, 367 can be adjusted by driving the hydraulic cylinder 368 of the roller coupler 365. Measurement by the thickness measurement sensor 378, and adjustment of the gap between a pair of rollers 374, 375 of the roller press 373 reflecting the measurement results, and a pair of rollers of the roller coupler 365 ( 366, 367) can be repeated regularly, for example at 1 second intervals.

도 1에 도시되진 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 전고체 이차전지 제조 장치는, 상기 전지 웹 회수 롤러(382)에 권취 회수된 롤(roll) 형태의 전지 웹(299)이 상기 전지 웹 회수 롤러(382)에서 분리되어 장착되면 상기 롤 형태의 전지 웹(299)을 풀어 공급하는 전지 웹 공급 롤러, 상기 전지 웹(299)에서 상기 제1 이형 필름(297) 및 제2 이형 필름(298)을 분리 제거하는 이형 필름 제거기, 및 상기 제1 이형 필름(297) 및 제2 이형 필름(298)이 제거되고 남은 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)을 미리 설정된 크기로 절단하여 전지 셀을 형성하는 전지 셀 절단기(cutter)를 더 구비할 수 있다. Although not shown in FIG. 1, the all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention has a battery web 299 in the form of a roll wound and recovered on the battery web recovery roller 382 to recover the battery web. When mounted separately from the roller 382, the battery web supply roller unrolls and supplies the roll-shaped battery web 299, and the first release film 297 and the second release film 298 on the battery web 299. a release film remover that separates and removes the first and second release films 297 and 298, and cuts the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 remaining after the first release film 297 and the second release film 298 are removed to a preset size, A battery cell cutter for forming cells may be further provided.

한편, 본 발명에 따른 전고체 이차전지 제조 방법은, 양극 활물질 및 음극 활물질 중 하나의 전극 활물질(291)에 전해질 물질(293)이 첨가되어 형성된 젤(gel) 형태의 제1 전극 재료(290)를 제1 이형 필름 상(297)에 도포하고 가열하여 상기 제1 이형 필름(297)에 적층된 고체상의 제1 전극층(292)을 형성하는 제1 전극층 성형 단계; 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나의 전극 활물질(295)에 전해질 물질(293)이 첨가되어 형성된 젤 형태의 제2 전극 재료(294)를 제2 이형 필름(298) 상에 도포하고 가열하여 상기 제2 이형 필름(298)에 적층된 고체상의 제2 전극층(296)을 형성하는 제2 전극층 성형 단계, 상기 제1 이형 필름(297)에 적층된 제1 전극층(292)과 상기 제2 이형 필름(298)에 적층된 제2 전극층(296)을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 상기 제1 이형 필름(297), 제1 전극층(292), 제2 전극층(296), 및 제2 이형 필름(298)을 구비한 전지 웹(299)을 형성하는 전극층 결합 단계, 상기 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 상기 전지 웹(299)을 가압하는 프레스 단계, 상기 프레스 단계 이후에 상기 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께를 측정하는 두께 측정 단계, 및 상기 두께 측정 단계에서 측정된 두께에 따라 상기 프레스 단계에서 상기 전지 웹(299)을 가압하는 가압력을 조절하는 가압력 조절 단계를 구비한다. Meanwhile, the all-solid-state secondary battery manufacturing method according to the present invention includes a first electrode material 290 in the form of a gel formed by adding an electrolyte material 293 to an electrode active material 291 of a positive electrode active material and a negative electrode active material. A first electrode layer forming step of applying and heating on the first release film 297 to form a solid first electrode layer 292 laminated on the first release film 297; The second electrode material 294 in the form of a gel, which is formed by adding the electrolyte material 293 to the other electrode active material 295 of the positive electrode active material and the negative electrode active material, is applied on the second release film 298 and heated to form the second electrode material 294. 2 A second electrode layer forming step of forming a solid second electrode layer 296 laminated on the release film 298, the first electrode layer 292 laminated on the first release film 297 and the second release film ( The second electrode layers 296 stacked on the 298) are facing each other and tightly coupled to form the first release film 297, the first electrode layer 292, the second electrode layer 296, and the second release film 298. A step of combining electrode layers to form a battery web 299, a press step of pressurizing the battery web 299 to reduce the thickness and increase density of the laminated first electrode layer 292 and second electrode layer 296. , a thickness measurement step of measuring the thickness of the laminated first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 after the press step, and the battery web ( 299) is provided with a pressing pressure control step that adjusts the pressing force.

상기 제1 전극층 성형 단계는 상기 제1 전극층 성형 유닛(304)에 의해 수행되고, 상기 제2 전극층 성형 단계는 상기 제2 전극층 성형 유닛(324)에 의해 수행되고, 상기 전극층 결합 단계는 상기 전극층 결합 유닛(360)에 의해 수행되고, 상기 프레스 단계는 상기 프레스 유닛(372)에 의해 수행되고, 상기 두께 측정 단계는 상기 두께 측정 센서(378)에 의해 수행되고, 상기 가압력 조절 단계는 상기 롤러 프레스(373)의 유압 실린더(376) 및 상기 롤러 결합기(365)의 유압 실린더(368)에 의해 수행될 수 있다. The first electrode layer forming step is performed by the first electrode layer forming unit 304, the second electrode layer forming step is performed by the second electrode layer forming unit 324, and the electrode layer combining step is performed by combining the electrode layers. is performed by the unit 360, the press step is performed by the press unit 372, the thickness measurement step is performed by the thickness measurement sensor 378, and the pressing force adjustment step is performed by the roller press ( This can be performed by the hydraulic cylinder 376 of 373 and the hydraulic cylinder 368 of the roller coupler 365.

이상에서 설명한 전고체 이차전지 제조 장치(300) 및 전고체 이차전지 제조 방법에 의하면 젤 형태(gel type)의 전극 재료(290, 294)로부터 시작하여 자동화된 공정을 거쳐 한 쌍의 이형 필름(297, 298)과 상기 한 쌍의 이형 필름(297, 298) 사이에 적층된 한 쌍의 전극층(292, 296)을 구비한 전지 웹(web)(299)을 제조할 수 있다. 또한, 한 쌍의 이형 필름(297, 298)을 풀어 공급하는 것으로부터 상기 한 쌍의 이형 필름(297, 298)에 덮인 한 쌍의 전극층(292, 296)을 구비한 전지 웹(web)(299)을 회수하기까지, 롤투롤 방식으로 공정이 수행된다. 상기 전지 웹(299)에서 한 쌍의 이형 필름(297, 298)을 분리하고 상기 한 쌍의 전극층(292, 296)을 일정한 크기로 절단하면 전고체 이차전지의 2층 단위 전지 셀을 제조할 수 있다. 따라서, 전고체 이차전지의 생산성이 향상된다. According to the all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus 300 and the all-solid-state secondary battery manufacturing method described above, starting from gel-type electrode materials 290 and 294, a pair of release films 297 are produced through an automated process. , 298) and a pair of electrode layers 292 and 296 laminated between the pair of release films 297 and 298. In addition, since the pair of release films 297 and 298 is unwound and supplied, a battery web 299 is provided with a pair of electrode layers 292 and 296 covered by the pair of release films 297 and 298. ), the process is carried out in a roll-to-roll manner. By separating the pair of release films 297 and 298 from the battery web 299 and cutting the pair of electrode layers 292 and 296 to a certain size, a two-layer unit battery cell of an all-solid-state secondary battery can be manufactured. there is. Therefore, the productivity of the all-solid-state secondary battery is improved.

상기 전고체 이차전지 제조 장치(300)는 두께 측정 센서(378)를 구비하여서, 측정된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께에 따라 전지 웹(299)을 가압하는 가압력을 조절함으로써 적층된 제1 전극층(292) 및 제2 전극층(296)의 두께를 정밀하게 조정할 수 있다.The all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus 300 is provided with a thickness measurement sensor 378, and applies a pressing force to press the battery web 299 according to the measured thicknesses of the first electrode layer 292 and the second electrode layer 296. By adjusting, the thickness of the laminated first electrode layer 292 and the second electrode layer 296 can be precisely adjusted.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

290, 294: 전극 재료 292, 296: 전극층
297, 298: 이형 필름 299: 전지 웹
300: 전고체 이차전지 제조 장치 304, 324: 전극층 성형 유닛
312, 332: 교반 롤러 360: 전극층 결합 유닛
372: 프레스 유닛 378: 두께 측정 센서290, 294: electrode material 292, 296: electrode layer
297, 298: Release film 299: Battery web
300: All-solid-state secondary battery manufacturing device 304, 324: Electrode layer forming unit
312, 332: Stirring roller 360: Electrode layer combining unit
372: press unit 378: thickness measurement sensor

Claims (12)

제1 이형 필름을 공급하는 제1 이형 필름 공급 롤러와, 제2 이형 필름을 공급하는 제2 이형 필름 공급 롤러; 제1 전극 재료를 상기 제1 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제1 이형 필름에 적층된 고체상의 제1 전극층을 형성하는 제1 전극층 성형 유닛; 제2 전극 재료를 상기 제2 이형 필름 상에 도포하고 가열하여 상기 제2 이형 필름에 적층된 고체상의 제2 전극층을 형성하는 제2 전극층 성형 유닛; 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층을 서로 마주보게 하고 밀착 결합하여 상기 제1 이형 필름, 제1 전극층, 제2 전극층, 및 제2 이형 필름이 적층된 전지 웹(web)을 형성하는 전극층 결합 유닛; 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 줄이고 밀도를 높이도록 상기 전지 웹을 가압하는 프레스 유닛; 및, 상기 프레스 유닛을 통과한 전지 웹을 권취하여 회수하는 전지 웹 회수 롤러;를 구비하고,
상기 제1 전극층 성형 유닛을 거친 제1 이형 필름과, 상기 제2 전극층 성형 유닛을 거친 제2 이형 필름은 회수되지 않고, 각각 가이드 롤러에 의하여 전극층 결합 유닛으로 이송되고,
상기 전극층 결합 유닛은, 한 쌍의 롤러(roller)를 구비하는 롤러 결합기를 구비하여, 상기 가이드 롤러에 의하여 이송된 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층과 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층이 상기 롤러 결합기의 한 쌍의 롤러 사이를 통과하면서 밀착 결합되며,
상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 공급하는 작업부터 상기 전지 웹을 회수하는 작업까지 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 진행되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치.a first release film supply roller supplying a first release film, and a second release film supply roller supplying a second release film; a first electrode layer forming unit that applies a first electrode material onto the first release film and heats it to form a solid first electrode layer laminated on the first release film; a second electrode layer forming unit that applies a second electrode material onto the second release film and heats it to form a solid second electrode layer laminated on the second release film; The first electrode layer laminated on the first release film and the second electrode layer laminated on the second release film are facing each other and tightly bonded to form the first release film, the first electrode layer, the second electrode layer, and the second release film. Electrode layer bonding units forming this laminated battery web; a press unit that presses the battery web to reduce the thickness and increase density of the laminated first and second electrode layers; And, a battery web recovery roller that winds and recovers the battery web that has passed through the press unit,
The first release film that has passed through the first electrode layer forming unit and the second release film that has passed through the second electrode layer forming unit are not recovered and are each transferred to the electrode layer combining unit by a guide roller,
The electrode layer combining unit is provided with a roller coupler having a pair of rollers, and includes a first electrode layer laminated on the first release film transported by the guide roller and a first electrode layer laminated on the second release film. The two electrode layers are tightly coupled while passing between a pair of rollers of the roller coupler,
An all-solid-state secondary battery manufacturing device, characterized in that the operation of supplying the first release film and the second release film to the operation of recovering the battery web are carried out in a roll-to-roll manner. 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극 재료는, 양극 활물질 및 음극 활물질 중 하나의 전극 활물질에 전해질 물질이 첨가되어 형성된 젤(gel) 형태의 물질이고,
상기 제2 전극 재료는, 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나의 전극 활물질에 전해질 물질이 첨가되어 형성된 젤 형태의 물질인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to claim 1,
The first electrode material is a gel-type material formed by adding an electrolyte material to one of the positive electrode active material and the negative electrode active material,
The second electrode material is a gel-type material formed by adding an electrolyte material to the other of the positive electrode active material and the negative electrode active material. 제2 항에 있어서,
상기 제1 전극층 성형 유닛은, 상기 제1 전극 재료가 수용된 제1 탱크(tank), 상기 제1 이형 필름이 상기 제1 탱크를 경유하도록 지지하여 상기 제1 이형 필름에 상기 제1 전극 재료를 도포시키는 제1 코팅 롤러, 및 상기 제1 전극 재료의 전극 활물질과 전해질 물질이 고르게 분산 혼합되도록 상기 제1 탱크 내에서 회전하는 제1 교반 롤러를 구비한 제1 코팅기(coater)를 구비하고,
상기 제2 전극층 성형 유닛은, 상기 제2 전극 재료가 수용된 제2 탱크, 상기 제2 이형 필름이 상기 제2 탱크를 경유하도록 지지하여 상기 제2 이형 필름에 상기 제2 전극 재료를 도포시키는 제2 코팅 롤러, 및 상기 제2 전극 재료의 전극 활물질과 전해질 물질이 고르게 분산 혼합되도록 상기 제2 탱크 내에서 회전하는 제2 교반 롤러를 구비한 제2 코팅기를 구비한 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치.According to clause 2,
The first electrode layer forming unit supports a first tank containing the first electrode material, the first release film to pass through the first tank, and applies the first electrode material to the first release film. A first coater is provided with a first coating roller that rotates in the first tank so that the electrode active material and the electrolyte material of the first electrode material are evenly dispersed and mixed,
The second electrode layer forming unit includes a second tank containing the second electrode material, a second tank for supporting the second release film to pass through the second tank and applying the second electrode material to the second release film. Manufacture of an all-solid-state secondary battery, characterized in that it is equipped with a second coating machine equipped with a coating roller and a second stirring roller that rotates in the second tank so that the electrode active material and the electrolyte material of the second electrode material are evenly dispersed and mixed. Device. 제3 항에 있어서,
상기 제1 코팅기는 상기 제1 이형 필름에 도포된 제1 전극 재료의 두께를 규제하는 제1 콤마 롤러(comma roller)를 더 구비하고, 상기 제2 코팅기는 상기 제2 이형 필름에 도포된 제2 전극 재료의 두께를 규제하는 제2 콤마 롤러를 더 구비하며,
상기 제1 교반 롤러는 상기 제1 탱크에 수용된 제1 전극 재료가 상기 제1 콤마 롤러를 향하도록 유도하는 방향으로 회전하고, 상기 제2 교반 롤러는 상기 제2 탱크에 수용된 제2 전극 재료가 상기 제2 콤마 롤러를 향하도록 유도하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to clause 3,
The first coater further includes a first comma roller for regulating the thickness of the first electrode material applied to the first release film, and the second coater is configured to regulate the thickness of the first electrode material applied to the first release film. Further comprising a second comma roller that regulates the thickness of the electrode material,
The first stirring roller rotates in a direction to guide the first electrode material contained in the first tank toward the first comma roller, and the second stirring roller rotates in a direction to guide the second electrode material contained in the second tank toward the first comma roller. An all-solid-state secondary battery manufacturing device characterized in that it rotates in a direction directed toward the second comma roller. 제3 항에 있어서,
상기 제1 교반 롤러의 외주면에 상기 제1 교반 롤러가 회전함에 따라 상기 제1 전극 재료가 혼합되도록 자극하는 제1 외주면 홈(groove)이 형성되고,
상기 제2 교반 롤러의 외주면에 상기 제2 교반 롤러가 회전함에 따라 상기 제2 전극 재료가 혼합되도록 자극하는 제2 외주면 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to clause 3,
A groove is formed on the outer peripheral surface of the first stirring roller to stimulate mixing of the first electrode material as the first stirring roller rotates,
An all-solid-state secondary battery manufacturing device, characterized in that a second outer peripheral groove is formed on the outer peripheral surface of the second stirring roller to stimulate mixing of the second electrode material as the second stirring roller rotates. 제1 항에 있어서,
상기 프레스 유닛을 통과한 전지 웹이 상기 전지 웹 회수 롤러에 회수되기 전에 상기 적층된 제1 전극층 및 제2 전극층의 두께를 측정하는 두께 측정 센서(sensor);를 더 구비하고,
상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께가 미리 설정된 기준값보다 크면 상기 프레스 유닛의 가압력이 증가되고, 상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께가 상기 기준값보다 작으면 상기 프레스 유닛의 가압력이 감소되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to claim 1,
Further comprising a thickness measuring sensor that measures the thickness of the laminated first electrode layer and the second electrode layer before the battery web that has passed through the press unit is recovered by the battery web recovery roller,
When the thickness measured by the thickness measurement sensor is greater than a preset reference value, the pressing force of the press unit increases, and when the thickness measured by the thickness measuring sensor is smaller than the reference value, the pressing force of the press unit is reduced. An all-solid-state secondary battery manufacturing device. 제6 항에 있어서,
상기 프레스 유닛은, 한 쌍의 롤러를 구비하는 롤러 프레스(roller press)를 구비하여 상기 전지 웹이 상기 한 쌍의 롤러 사이를 통과하면서 가압되고,
상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께에 따라 상기 롤러 프레스의 한 쌍의 롤러 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to clause 6,
The press unit is provided with a roller press having a pair of rollers, so that the battery web is pressed while passing between the pair of rollers,
An all-solid-state secondary battery manufacturing device, characterized in that the gap between a pair of rollers of the roller press is adjusted according to the thickness measured by the thickness measurement sensor. 제6 항에 있어서,
상기 두께 측정 센서에 의해 측정된 두께에 따라 상기 롤러 결합기의 한 쌍의 롤러 사이의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치According to clause 6,
An all-solid-state secondary battery manufacturing device, characterized in that the gap between a pair of rollers of the roller coupler is adjusted according to the thickness measured by the thickness measurement sensor. 제8 항에 있어서,
상기 전극층 결합 유닛은, 상기 제1 이형 필름에 적층된 제1 전극층이 상기 롤러 결합기를 통과하기 전에 상기 제1 전극층을 가열하는 제1 전극층 예열기, 및 상기 제2 이형 필름에 적층된 제2 전극층이 상기 롤러 결합기를 통과하기 전에 상기 제2 전극층을 가열하는 제2 전극층 예열기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to clause 8,
The electrode layer combining unit includes a first electrode layer preheater that heats the first electrode layer before the first electrode layer laminated on the first release film passes through the roller coupler, and a second electrode layer laminated on the second release film. An all-solid-state secondary battery manufacturing apparatus further comprising a second electrode layer preheater that heats the second electrode layer before passing the roller coupler. 제1 항에 있어서,
상기 제1 전극층 성형 유닛은, 상기 제1 이형 필름에 도포된 제1 전극 재료에 근적외선(NIR: near-infrared ray)을 조사하여 40 내지 120℃의 온도로 가열하는 제1 근적외선 히터(heater)를 구비하고,
상기 제2 전극층 성형 유닛은, 상기 제2 이형 필름에 도포된 제2 전극 재료에 근적외선을 조사하여 40 내지 120℃의 온도로 가열하는 제2 근적외선 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to claim 1,
The first electrode layer forming unit includes a first near-infrared heater that heats the first electrode material applied to the first release film to a temperature of 40 to 120°C by irradiating near-infrared rays (NIR). Equipped with
The second electrode layer forming unit is equipped with a second near-infrared heater that radiates near-infrared rays to the second electrode material applied to the second release film and heats it to a temperature of 40 to 120 ° C. All-solid-state secondary battery manufacturing. Device. 제1 항에 있어서,
상기 전지 웹 회수 롤러에 권취 회수된 롤(roll) 형태의 전지 웹을 풀어 공급하는 전지 웹 공급 롤러; 상기 전지 웹에서 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름을 분리 제거하는 이형 필름 제거기; 및, 상기 제1 이형 필름 및 제2 이형 필름이 제거되고 남은 제1 전극층 및 제2 전극층을 미리 설정된 크기로 절단하여 전지 셀을 형성하는 전지 셀 절단기(cutter);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 장치. According to claim 1,
a battery web supply roller that unwraps and supplies the battery web in the form of a roll wound and recovered to the battery web recovery roller; a release film remover that separates and removes the first release film and the second release film from the battery web; And, a battery cell cutter that forms a battery cell by cutting the first electrode layer and the second electrode layer remaining after the first release film and the second release film are removed to a preset size. All-solid-state secondary battery manufacturing device. 삭제delete
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