KR100477725B1 - 전지의극판절단장치 - Google Patents

Abstract

극판의 일측에 설치되어 극판을 절단하는 레이저 빔을 방생시키는 레이저 빔 발생수단과, 상기 레이저 발생수단과 인접되게 설치되어 레이저 빔에 의해 절단되는 전극의 절단부에 가스를 분사하는 가스 공급수단를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전지의 극판 절단장치를 개시한다.

Description

전지의 극판 절단장치{Electrode coutting apparatus of cell}

본 발명은 전지의 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전지의 극판을 절단하는 전지의 극판 절단장치에 관한 것이다.

전지는 양극 활물질과 음극활물질을 이루는 재질과, 전해질 및 세퍼레이터의 종류에 따라 수소전지 리튬이온전지등 다양한 종류의 것이 있다.

도 1에는 이러한 전지의 일반적인 구조를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 금속박판에 정극활물질이 코팅된 정극과 금속박판에 부극활물질이 코팅된 부극사이에 세퍼레이터가 개재되어 권취된 전극조립체와, 상기 전극조립체가 삽입되는 케이스와, 상기 케이스의 상부에 결합되는 되는 캡조립체를 포함한다.

상기 전지의 케이스 내부에 장착된 전극조립체의 정전극과 부전극은 다공성 박판상에 활물질이 코팅되어 이루어진다. 이러한 전극들은 전지의 제조과정에서 릴에 감겨져 있는 상태에서 소정길이 절단하여 사용된다.

도 1에는 릴에 감긴 전극을 절단하는 절단장치의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 회전하는 원판상의 제1절삭날부(11)를 갖는 제1부재(12)와 상기 제1절삭날의 단부와 엇갈리게 결합되는 제2절삭날부(13)를 가지는 제2부재(14)와, 제1부재(12)와 제2부재(14)중 적어도 일측의 부재를 회전시키는 회전수단(도시되지 않음)을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 절단장치를 이용하여 릴(15)로부터 풀리는 전극(100)을 절단하기 위해서는 상호 엇갈리게 결합되어 회전하는 제1,2부재(12)(14)사이에 절단하는 전극(100)을 공급한다. 이와 같이 하면 회전하는 제1,2절단날부(11)(13)에 의한 전단력에 의해 전극(100)이 절단된다.

이러한 전극의 절단장치는 제1,2절단날부(11)(13)가 엇갈리면서 전극이 절단되므로 절단되는 전극(100)의 단부에 20㎛ 이상으로 돌출된 버(burr)가 형성된다. 이러한 버는 전극조립체의 제작시 세퍼레이터를 관통하여 정전극과 부전극 쇼트 발생의 원인이 된다. 상기 전극상호간의 쇼트는 충방전시 전극의 용량에 치명적인 영향을 끼치며 최악의 상태로는 전지가 폭발하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전극의 절단에 따른 버의 발생을 근본적으로 줄일 수 있으며, 나아가서는 조립되는 전극조립체의 안전성을 향상시킬 수 있는 전지의 극판 절단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 극판의 일측에 설치되어 극판을 절단하는 레이저 빔을 방생시키는 레이저 빔 발생수단과, 상기 레이저 발생수단과 인접되게 설치되어 레이저 빔에 의해 절단되는 전극의 절단부에 가스를 분사하는 가스 공급수단를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 전지의 극판 절단장치는 상기 가스 공급수단과 대향되는 측에 설치되어 레이저빔에 의한 극판의 절단시 발생되는 이물을 집진하는 집진수단을 더 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 전지의 극판 절단장치는 릴에 감긴 극판을 절단하는 것으로 일 실시예를 도 3에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 금속박판의 표면에 활물질이 접합된 극판(100)이 감긴 릴(21)과, 상기 릴(21)로부터 풀린 극판(100)의 상부에 위치되는 레이저 발생기(22)가 구비된다. 그리고 상기 레이저 발생기(22)와 근접되는 측에는 극판의 절단되는 부위에 가스를 공급하는 노즐(23)을 포함하는 가스 공급부(30)가 설치되는데, 상기 노즐(23)은 본체(23a)의 중앙부에 레이저 발생기(22)가 위치되며 레이저 발생기(22)로부터 조사된 레이저 빔이 극판(100)으로 조사될 수 있도록 관통된 호퍼형상의 공간부(23b)가 형성된다. 그리고 상기 본체의 공간부(23b)와 본체(23a)의 외주면 사이에는 가스, 예컨대 공기를 극판측으로 공급하는 가스 공급통로(23c)가 형성된다. 여기에서 상기 가스 공급통로(23c)의 토출구(23d)는 절단되는 극판(100) 측으로 고압의 공기를 공급할 수 있도록 입구측보다 좁게 형성함이 바람직하다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 가스 공급통로에는 소정압력의 공기를 공급하기 위한 압축기와 연결된다.

그리고 상기 레이저 발생기(22)와 대향되는 극판(100)의 하부에는 극판(100)이 레이저 빔에 의해 절단되면 발생되는 이물을 집진하기 위한 집진부(40)이 설치되는데, 이 집진수단은 절단되는 부위의 하부에 설치되는 호퍼(41)와 이 호퍼(41)의 하부와 연결되는 진공펌프(42)를 포함한다. 미설명부호 50은 가이드 부재이며 60은 절단된 소재의 권취릴이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 극판 절단장치를 이용한 극판의 절단은 릴(21)로부터 풀린 극판(100)의 절단될 부위가 레이저 발생기(22)의 하부에 위치되면 레이저 발생기(22)로부터 레이저 빔을 절단될 부위에 주사함과 아울러 가스 공급수단으로부터 소정 압력의 가스를 절단되는 부위에 분사한다. 그리고 상기 집진부(40)의 진공펌프를 작동시켜 호퍼(41)에 흡입력이 작용되도록 한다.

이와 같이 하면 상기 금속박판에 활물질이 접착된 극판은 레이저 빔에 의해 용융되면서 절단되는데, 이때에 발생되는 용융된 금속 덩어리는 고압의 노즐(23)의 가스 공급통로를 통하여 분사되는 공기에 의해 흡입력이 작용하는 호퍼(41)로 유입된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 전지의 극판 절단장치는 다음과 같은 작용효과를 가진다.

첫째; 극판의 절단시 절단부위에 버의 발생을 근본적으로 줄일 수 있다.

둘째; 극판의 절단시 용융된 금속이 절단부위에 가장자리에 부착되어 버로 작용되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 레이저 빔에 의해 절단되는 극판에 상부에어서 고압의 가스가 분사되고, 하부에서는 호퍼에 흡입력이 작용하므로 극판의 용융된 금속덩어리가 절단되는 부위로부터 이탈되어 집진되므로 가장자리에 용융된 금속에 의해 버가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

셋째; 극판에 부착된 활물질이 절단시 금속 박판으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

넷째; 극판의 절단부위에 버의 발생을 줄일 수 있으므로 부전극과 정전극의 쇼트의 우려가 없는 전극조립체의 제조가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 관련분야에 종사하는 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술적 범위내에서 변형 가능함은 물론이다.

도 1은 일반적인 전지의 일부절제 사시도,

도 2는 종래 전지의 극판 절단 장치의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 전지의 극판 절단장치의 사시도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

21;릴 22; 레이저빔 발생수단

23; 노즐 41;호퍼

Claims (1)

1. 극판의 일측에 설치되어서 극판을 절단하는 레이저 빔을 발생시키는 레이저빔 발생수단;

   상기 레이저빔 발생수단과 근접하게 설치되고, 레이저빔에 의하여 극판이 절단되는 부분에 가스를 공급하도록 중앙부에 레이저빔 발생수단이 위치되며, 상기 레이저빔 발생수단으로부터 조사된 레이저빔이 극판으로 조사될 수 있도록 관통된 호퍼상의 공간부가 형성된 본체부를 구비하고, 상기 본체의 공간부와 본체의 외주면 사이에는 레이저빔이 조사되는 극판의 절단부위로 가스를 공급하는 가스공급통로가 형성된 가스공급수단; 및

   상기 레이저빔 발생수단의 대향되는 극판의 하부에 레이저빔에 의하여 극판의 절단시에 발생되는 이물을 집진하기 위하여 설치되고, 극판이 절단되는 부위의 하부에 설치된 호퍼와, 상기 호퍼와 연결되는 흡입시키는 진공펌프을 구비하는 집진수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 극판절단장치.

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