KR100659875B1 - Electrode plate rolling Device for Secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명의 이차 전지용 극판 권취장치는 외면에 극판이 권취되는 몸체부와, 몸체부를 회전시키는 구동부 및 몸체부의 길이를 가변시키는 가변유닛을 포함하므로, 몸체부에 극판이 권취되면서 몸체부의 길이가 가변되어 권취되는 극판의 권취장력이 맨드릴의 어떤 부분에서도 일정한 이점이 있다.The pole plate winding device for a secondary battery of the present invention includes a body portion on which the pole plate is wound, a drive unit for rotating the body portion, and a variable unit for varying the length of the body portion, and thus the length of the body portion is variable while the pole plate is wound on the body portion. The winding tension of the pole plate being wound has certain advantages in any part of the mandrel.

가변맨드릴, 권취장력, 권취장치 Variable Mandrel, Winding Tension, Winding Device

Description

이차 전지용 극판 권취장치 { Electrode plate rolling Device for Secondary battery }Electrode plate rolling device for secondary battery {Electrode plate rolling Device for Secondary battery}

도 1은 본 발명에 따른 이차 전지용 극판 권취장치를 개략적으로 도시한 도면, 1 is a view schematically showing a pole plate winding apparatus for a secondary battery according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 맨드릴을 개략적으로 도시한 도면,2 shows schematically a mandrel according to the invention,

도 3은 본 발명에 따른 맨드릴의 일부분을 도시한 도면,3 shows a part of a mandrel according to the invention,

도 4a,4b는 본 발명에 적용된 맨드릴의 작동과정을 도시한 도면이다.Figure 4a, 4b is a view showing the operation of the mandrel applied to the present invention.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ><Brief Description of Major Codes in Drawings>

100 : 맨드릴 103 : 몸체부100: mandrel 103: body

103a : 제1몸체부 103b : 제2몸체부103a: first body portion 103b: second body portion

105 : 클램프 107 : 가압부105: clamp 107: pressing portion

109 : 구동부 110 : 래크109 drive unit 110 rack

111 : 제1피니언 기어 113 : 제1가변축111: first pinion gear 113: first variable shaft

115 : 가이드 홈 117 : 탄성부재115: guide groove 117: elastic member

119 : 가변축 121 : 제2피니언 기어119: variable shaft 121: second pinion gear

123 : 제2가변축 125 : 가이드 돌기123: second variable axis 125: guide projection

본 발명은 이차 전지용 극판 권취장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 이차 전지에서 전극 조립체를 구성하는 극판을 권취시키는 맨드릴이 구비된 이차 전지용 극판 권취장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pole plate winding apparatus for a secondary battery, and more particularly, to a pole plate winding apparatus for a secondary battery provided with a mandrel for winding the pole plate constituting the electrode assembly in the secondary battery.

최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화 된 전기/전자 장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자 장치를 일정기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다. Recently, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, camcorders, etc. have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have a battery pack that can be operated in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack includes at least one battery therein for outputting a predetermined level of voltage for driving the portable electric / electronic device for a period of time.

전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충ㆍ방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차 전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다. In consideration of economical aspects, battery packs employ secondary batteries that can be charged and discharged in recent years. Typical secondary batteries include nickel secondary batteries such as nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.

특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly increasing in terms of high energy density per unit weight. to be.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로 는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다. Such lithium secondary batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte, and a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery. Moreover, although a lithium secondary battery is manufactured in various shapes, typical shapes include cylindrical shape, square shape, and pouch type.

통상적으로, 리튬 이차 전지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 및 케이스를 마감하는 캡 조립체를 포함한다.Typically, a lithium secondary battery includes an electrode assembly, a case for a lithium secondary battery accommodating the electrode assembly, an electrolyte solution injected into the case for the lithium secondary battery and closing the case to enable the movement of lithium ions.

전극 조립체는 양극판과 음극판, 그리고 양극판과 음극판 사이에 개재되어 쇼트를 방지하며 전해액 또는 이온의 이동이 가능한 세퍼레이터를 권취시켜 이루어진다.The electrode assembly is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short, and is wound by a separator capable of moving electrolyte or ions.

이때, 전극 조립체는 중심부에 삽지홈이 형성되어 회전하는 맨드릴에 의해 권취된다.At this time, the electrode assembly is formed by the insertion groove is formed in the center is wound by the rotating mandrel.

맨드릴은 그 횡단면이 장축과 단축을 갖도록 형성된 몸체와 몸체의 중심부에 형성된 삽지홈을 포함한다.The mandrel includes a body formed such that its cross section has a major axis and a minor axis and an insertion groove formed at the center of the body.

삽지홈에는 제1극판과, 제2극판 그리고, 세퍼레이터가 적층된 끝단이 삽입된다. 다음, 몸체가 회전되면 적층된 극판 및 세퍼레이터는 몸체의 외면에 권취되고, 권취된 끝단은 고정테이프에 의해 마감처리된다.The end where the first electrode plate, the second electrode plate, and the separator are stacked is inserted into the insertion groove. Next, when the body is rotated, the laminated electrode plate and the separator are wound on the outer surface of the body, and the wound end is finished by the fixing tape.

그런데, 이러한 종래의 권취용 맨드릴은 몸체가 회전될 때 맨드릴의 장축을 기준으로 그 양단에 걸리는 극판의 권취 장력이 다른 부분에 걸리는 극판의 권취 장력보다 커지게 된다. 따라서, 양단에 권취되어 텐션이 커진 극판은 맨드릴에 권취된 후 맨드릴과 극판을 분리하기 어려운 문제점이 있다.However, in the conventional winding mandrel, when the body is rotated, the winding tension of the pole plate on both ends of the mandrel relative to the long axis of the mandrel is greater than the winding tension of the pole plate on the other part. Therefore, the electrode plate wound on both ends to increase tension has a problem in that it is difficult to separate the mandrel from the electrode plate after being wound on the mandrel.

또한, 각 부분의 권취 장력이 다른 전극 조립체는 이차 전지의 케이스에 수용되어 전해액이 주입되었을 때, 텐션이 큰 상태로 권취된 부분에서 변형이 일어나는 문제점이 있다.In addition, when the electrode assemblies having different winding tensions of the respective parts are accommodated in the case of the secondary battery and the electrolyte is injected, there is a problem in that deformation occurs in the portion where the tension is large.

따라서, 이차 전지는 전극 조립체의 변형으로 인해 전지의 성능이 저하되는 문제점이 있다.Therefore, the secondary battery has a problem in that the performance of the battery is degraded due to the deformation of the electrode assembly.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 맨드릴에 의해 권취되는 극판의 권취 장력을 고르게 하는 이차 전지용 극판 권취장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems described above, and an object of the present invention is to provide a pole plate winding device for a secondary battery that evens the winding tension of the pole plate wound by the mandrel.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외면에 극판이 권취되는 몸체부와, 상기 몸체부를 회전시키는 구동부 및 상기 몸체부의 길이를 가변시키는 가변유닛을 포함하는 이차 전지용 극판 권취장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object provides a pole plate winding device for a secondary battery including a body portion wound on the outer surface, a drive unit for rotating the body portion and a variable unit for varying the length of the body portion.

상기 몸체부는 횡단면에서 장축과 단축을 갖도록 형성되며, 단축을 기준으로 제1,2몸체부로 나뉘어져 소정의 간격을 두고 설치될 수 있다.The body portion is formed to have a long axis and a short axis in the cross-section, it may be divided into the first and second body parts based on the short axis may be installed at a predetermined interval.

상기 가변유닛은 상기 제1,2몸체부에 상기 극판이 권취되는 정도에 따라 순차적으로 상기 제1,2몸체부 사이의 간격을 줄여주는 것이 바람직하다.Preferably, the variable unit reduces the interval between the first and second body parts sequentially according to the degree of winding of the electrode plate to the first and second body parts.

상기 가변유닛은 상기 제1,2몸체부의 단부와 각각 연결된 제1,2연결축과, 상 기 제1,2연결축의 단부에 각각 연결되는 제1,2피니언 기어와, 상기 제1,2피니언 기어와 치합되는 래크와, 상기 제1,2피니언 기어와 연결되어 상기 제1,2피니언 기어를 가압하는 제1,2가압부로 이루어진다.The variable unit may include first and second pinion gears connected to end portions of the first and second body portions, first and second pinion gears respectively connected to end portions of the first and second connection shafts, and the first and second pinions. The rack is meshed with the gear, and the first and second pinion gear is connected to the first and second pinion gear for pressing the first and second pinion gear.

상기 구동부는 상기 래크와 연결된 것이 바람직하다.The drive unit is preferably connected to the rack.

상기 가변축은 상기 제1피니언 기어의 일측에 설치되며 관 형상으로 형성된 제1가변축과, 상기 제2피니언 기어의 일측에 설치되어 상기 제1가변축의 내부에 삽입되게 형성된 제2가변축으로 구성될 수 있다.The variable shaft may include a first variable shaft installed at one side of the first pinion gear and formed in a tubular shape, and a second variable shaft installed at one side of the second pinion gear and inserted into the first variable shaft. Can be.

상기 제2가변축은 일측에 가이드 돌기가 형성되고, 상기 제1가변축은 가이드 돌기와 대응되게 가이드 홈이 형성될 수 있다.The second variable shaft may have a guide protrusion formed on one side thereof, and the first variable shaft may have a guide groove formed to correspond to the guide protrusion.

상기 제1가변축의 내측에는 일측은 상기 제1가변축과 접촉되고, 타측은 상기 제2가변축의 단부와 접촉되는 탄성부재가 설치된 것이 좋다.An inner side of the first variable shaft may be provided with an elastic member having one side in contact with the first variable shaft and the other side in contact with an end portion of the second variable shaft.

상기 제1,2가압부는 에어실린더일 수 있다.The first and second pressurizing parts may be air cylinders.

상기 제1,2몸체부 사이에는 상기 극판의 끝단을 고정시키는 클램프가 설치된 것이 바람직하다.Preferably between the first and second body portion is provided with a clamp for fixing the end of the pole plate.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이차 전지의 극판 권취용 맨드릴을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the mandrel for pole plate winding of a secondary battery according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 이차 전지용 극판 권취장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 맨드릴을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 맨드릴의 일부분을 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a pole plate winding apparatus for a secondary battery according to the present invention, Figure 2 is a view schematically showing a mandrel according to the present invention, Figure 3 is a view showing a part of the mandrel according to the present invention. to be.

이들 도면을 참조하면, 이차 전지용 권취 장치는 이차 전지를 구성하는 전극 조립체(200)를 권취시키는 장치로서, 전극 조립체(200)는 제1전극탭(미도시)이 부착된 제1전극판(210), 제2전극탭(미도시)이 부착된 제2전극판(220) 및 상기 제1전극판(210)과 제2전극판(220) 사이에 개재된 세퍼레이터(230,230a)가 권취된 형태로 이루어진다.Referring to these drawings, the secondary battery winding device is a device for winding the electrode assembly 200 constituting the secondary battery, the electrode assembly 200 is a first electrode plate 210 is attached to the first electrode tab (not shown) ), A shape in which a second electrode plate 220 having a second electrode tab (not shown) and separators 230 and 230a interposed between the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 are wound. Is made of.

즉, 전극 조립체(200)는 제1전극판(210), 제2전극판(220) 및 세퍼레이터(230,230a)가 각각 한 장의 스트립(strip)으로 이루어져, 세퍼레이터(230), 제1전극판(210), 세퍼레이터(230a), 제2전극판(220)의 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-roll type)으로 권취된다. 전극 조립체(200)의 최외곽면에는 고정테이프(250)가 부착되어 젤리롤 형으로 권취된 전극 조립체(200)가 풀리지 않도록 전극 조립체(200)를 고정시킨다.That is, in the electrode assembly 200, the first electrode plate 210, the second electrode plate 220, and the separators 230 and 230a each consist of one strip, and the separator 230 and the first electrode plate ( 210, the separator 230a, and the second electrode plate 220 are disposed in this order, and are wound in a jelly-roll type. A fixing tape 250 is attached to the outermost surface of the electrode assembly 200 to fix the electrode assembly 200 so that the electrode assembly 200 wound in a jelly roll type is not loosened.

제1전극판(210)은 양극일 수 있으며, 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 제1전극집전체의 양면에 코팅된 제1활물질층을 포함하고 있다. 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다. The first electrode plate 210 may be an anode, and includes a first active material layer coated on both sides of a first electrode current collector made of a thin metal plate having excellent conductivity, for example, aluminum (Al) foil. have. Chalcogenide compounds are used as the active material, and complex metal oxides such as LiCoO 2, LiMn 2 O 4, LiNiO 2, LiNi 1-x Cox O 2 (0 <x <1), and LiMnO 2 are used in the present embodiment. It is not limited.

제2전극판(220)은 음극일 수 있으며, 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 제2전극집전체의 양면에 코팅된 제2활물질층을 포함하고 있다. 제2활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있으나, 본 실시예에서 그 물질을 한정하는 것은 아니다. The second electrode plate 220 may be a cathode, and includes a second active material layer coated on both surfaces of the second electrode current collector made of a conductive metal plate, for example, copper (Cu) or nickel (Ni) foil. have. As the second active material, carbon (C) -based material, Si, Sn, tin oxide, composite tin alloys, transition metal oxides, lithium metal nitrides, or lithium metal oxides are used. It is not limited.

상기 세퍼레이터(230,230a)는 제1전극판(210)과 제2전극판(220)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이차 전지(100)의 전하(charge), 예를 들면 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 것으로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌과 폴리플로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어지는 군(group)에서 선택되는 어느 하나로 이루어져 있으나, 본 실시예에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 세퍼레이터(230,230a)는 제1전극판(210) 및 제2전극판(220)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 제1전극판(210) 및 제2전극판(220) 간의 단락을 방지하는데 유리하다. The separators 230 and 230a prevent a short between the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 and only move the charge of the lithium secondary battery 100, for example, lithium ions. It is made possible, but it is made of any one selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and a copolymer (co-polymer) of polyethylene and polyflopropylene, but the material is not limited in this embodiment. The separators 230 and 230a may be formed to have a width wider than that of the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220 to prevent a short circuit between the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220. Do.

이에 권취장치는 전극 조립체(200)를 구성하는 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)가 공급되는 각각의 공급부(120,130,130a,140)와, 공급된 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)를 소정의 길이로 커팅시키는 커터부(400)와, 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)를 권취시키는 맨드릴(100) 그리고, 각각의 공급부(120,130,130a,140)에서 권출되는 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)의 이송을 안내하는 이송롤러(500)를 포함한다.The winding device includes a supply unit 120, 130, 130a, 140 to which the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a, which constitute the electrode assembly 200, and the supplied first and second electrode plates ( A cutter 400 for cutting the 210 and 220 and the separators 230 and 230a to a predetermined length, a mandrel 100 for winding the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a, and respective supply units And a feed roller 500 for guiding the transfer of the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a unwound from the 120, 130, 130a and 140.

공급부(120,130,130a,140)는 제1,2전극판(210,220)이 권취된 제1전극판 공급부(210)와, 제2전극판(220)이 권취된 제2전극판 공급부(140) 및 세퍼레이터 공급부(130,130a)로 이루어진다. 이때, 각각의 공급부(120,130,130a,140)는 제1전극판(210)과 제2전극판(220) 사이에 세퍼레이터(230,230a)가 개재되도록 배치된다.The supply parts 120, 130, 130a, and 140 may include a first electrode plate supply part 210 in which the first and second electrode plates 210 and 220 are wound, a second electrode plate supply part 140 in which the second electrode plate 220 is wound, and a separator. It consists of supply parts 130 and 130a. In this case, each of the supply units 120, 130, 130a, and 140 is disposed such that the separators 230, 230a are interposed between the first electrode plate 210 and the second electrode plate 220.

제1전극판 공급부(120)와 제2전극판 공급부(140)에는 각각의 공급부 (120,140)와 소정의 간격을 두고 공급부(120,140)에 권취된 제1,2전극판(210,220)들이 권출될 때 제1,2전극탭이 부착될 수 있도록 전극탭 부착부(217,227)가 설치된다.When the first and second electrode plates 210 and 220 wound on the supply parts 120 and 140 are unwound in the first electrode plate supply part 120 and the second electrode plate supply part 140 at predetermined intervals from the respective supply parts 120 and 140. Electrode tab attachment parts 217 and 227 are provided to attach the first and second electrode tabs.

커터부(400)는 각각의 공급부(120,130,130a,140)에서 권출되는 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들을 소정의 길이로 커팅한다. 즉, 커터부(400)는 각각의 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들을 하나의 전극 조립체(200)를 구성하기 위한 길이로 커팅한다.The cutter unit 400 cuts the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a unwound from the respective supply units 120, 130, 130a and 140 to a predetermined length. That is, the cutter 400 cuts each of the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a into a length for forming one electrode assembly 200.

맨드릴(100)은 회전하면서 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들을 권취시키는 것으로서 몸체부(103)와, 몸체부(103)를 회전시키는 구동부(150)와, 몸체부(103)의 길이를 가변시키는 가변유닛을 포함한다. The mandrel 100 rotates the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a while rotating, and the body part 103, the driving part 150 for rotating the body part 103, and the body part ( A variable unit for varying the length of 103).

몸체부(103)는 그 횡단면이 대략 타원형을 이루어 장축과 단축을 갖도록 형성되며 단축을 기준으로 두부분으로 나뉘어져 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)로 분리된다. 여기서, 제1,2몸체부(103a,103b)는 소정의 간격을 두고 배치된다.The body portion 103 is formed so that its cross section is substantially elliptical and has a long axis and a short axis, and is divided into two parts based on the short axis and separated into a first body part 103a and a second body part 103b. Here, the first and second body parts 103a and 103b are disposed at predetermined intervals.

여기서, 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b) 사이에는 클램프(105)가 설치되어 맨드릴(100)에 권취되는 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들의 끝단을 고정시킨다.Here, the clamp 105 is installed between the first body portion 103a and the second body portion 103b and ends of the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a wound on the mandrel 100. Fix it.

가변유닛은 몸체부(103)에 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들을이 권취되는 정도에 따라 분리된 제1,2몸체부(103a,103b) 사이의 간격을 순차적으로 줄여주도록 형성된다. 이에, 가변유닛은 제1,2몸체부(103a,103b)의 단부와 각각 연결된 제1,2연결축(111a,121a)과, 제1,2연결축(111a,121a)의 단부에 각각 연결 되는 제1,2피니언 기어(111,121), 제1,2피니언 기어(111,121)와 치합되게 형성되는 래크(110), 제1,2피니언 기어(111,121)를 연결시키는 가변축(119) 및 제1,2피니언 기어(111,121)와 연결된 제1,2연결축(111a,121a)과 각각 연결되어 제1,2피니언 기어(111,121)를 가압하는 제1,2가압부(107a,107b)로 이루어진다.The variable unit sequentially spaces the gap between the first and second body parts 103a and 103b according to the degree in which the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a are wound on the body part 103. It is formed to reduce. Accordingly, the variable unit is connected to the first and second connecting shafts 111a and 121a and the first and second connecting shafts 111a and 121a, respectively, which are connected to the ends of the first and second body parts 103a and 103b, respectively. Variable shaft 119 and the first connecting the first and second pinion gear (111,121), the rack 110, the first and second pinion gear (111, 121) and the first and second pinion gears (111, 121) And first and second pressurizing parts 107a and 107b connected to the first and second pinion gears 111 and 121a respectively connected to the second and second pinion gears 111 and 121 to pressurize the first and second pinion gears 111 and 121.

제1.2가압부(107a,107b)는 제1,2연결축(111a,121a)을 양측에서 가압하거나, 원위치로 복원시키도록 에어실린더를 사용할 수 있다. The first and second pressure parts 107a and 107b may use an air cylinder to press the first and second connection shafts 111a and 121a from both sides or to restore the first and second connection shafts 111a and 121a to their original positions.

구동부(109)는 래크(110)와 연결되어 몸체부(103)를 회전시키는 것이 바람직하다. The driving unit 109 is preferably connected to the rack 110 to rotate the body portion 103.

가변축(119)은 제1,2피니언 기어(111,121)를 연결시킴과 아울러, 제1,2피니언 기어(111,121)가 래크(110)를 따라 중심측으로 이동하는 제1,2몸체부(103a,103b)의 이동을 안내하는 것으로서, 제1피니언 기어(111)에 설치되는 제1가변축(113)과, 제2피니언 기어(121)에 설치되는 제2가변축(123)으로 이루어진다.The variable shaft 119 connects the first and second pinion gears 111 and 121, and the first and second body parts 103a and the first and second pinion gears 111 and 121 move toward the center along the rack 110. It guides the movement of 103b) and consists of a 1st variable shaft 113 provided in the 1st pinion gear 111, and the 2nd variable shaft 123 provided in the 2nd pinion gear 121. As shown in FIG.

제1가변축(113)은 제2가변축(123)이 그 내부에 삽입가능하도록 관 형상으로 형성된다. 또한, 제1가변축(113)은 내측에 탄성부재(117)가 설치되어 일측은 제1가변축(113)의 내벽에 접촉되고, 타측은 제2가변축(123)의 단부와 접촉된다. 탄성부재(117)는 제2가변축(123)이 제1가변축(113) 내부로 삽입될 때 소정 간격이상으로 삽입되는 것을 방지하고, 제2가변축(123)이 원위치로 복원되는 것을 안내한다.The first variable shaft 113 is formed in a tubular shape such that the second variable shaft 123 is insertable therein. In addition, the first variable shaft 113 is provided with an elastic member 117 inside, one side is in contact with the inner wall of the first variable shaft 113, the other side is in contact with the end of the second variable shaft 123. The elastic member 117 prevents the second variable shaft 123 from being inserted more than a predetermined interval when the second variable shaft 123 is inserted into the first variable shaft 113 and guides the restoration of the second variable shaft 123 to its original position. do.

이송롤러(500)는 도시되지 않은 회전축과 회전구동부에 의해 회전되어 각각의 공급부(120,130,130a,140)에서 권출되는 제1,2전극판(210,220), 세퍼레이터(230,230a) 및 고정테이프(250)의 이송을 안내한다.The conveying roller 500 is rotated by a rotating shaft and a rotating driver (not shown), and the first and second electrode plates 210 and 220, the separators 230 and 230a, and the fixed tape 250 are unwound from the respective supply parts 120, 130, 130a and 140. To guide the transfer.

이하에서는 상술한 구성에 의한 본 발명의 이차 전지용 극판 권취장치의 작동을 설명한다.Hereinafter, the operation of the electrode plate winding apparatus for secondary batteries of the present invention by the above-described configuration.

먼저, 각각의 공급부(120,130,130a,140,150)는 제1,2전극판(210,220)과 세퍼레이터(230,230a)를 권출시킨다.First, each supply unit 120, 130, 130a, 140, and 150 unwinds the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a.

권출된 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230)는 소정의 위치에 설치된 각각의 이송롤러(500)에 의해 커터부(400) 측으로 인입된다. The unrolled first and second electrode plates 210 and 220 and the separator 230 are led to the cutter unit 400 by the feed rollers 500 installed at predetermined positions.

이때, 제1,2전극판(210,220)에는 소정의 위치에서 전극탭 부착부(217.227)에 의해 각각 제1,2전극탭이 부착된다.In this case, the first and second electrode tabs are attached to the first and second electrode plates 210 and 220 by electrode tab attachment portions 217.227 at predetermined positions.

제1,2전극탭이 부착된 제1,2전극판(210,220)과 세퍼레이터(230,230a)의 끝단은 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b) 사이에 설치된 클램프(105)에 의해 고정된다.Ends of the first and second electrode plates 210 and 220 having the first and second electrode tabs and the separators 230 and 230a may be attached to the clamp 105 provided between the first body portion 103a and the second body portion 103b. Is fixed by.

이때, 맨드릴(100)의 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)는 소정의 간격을 두고 배치된다.At this time, the first body portion 103a and the second body portion 103b of the mandrel 100 are disposed at a predetermined interval.

제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들이 클램프(105)에 의해 고정되면, 래크(110)와 연결된 구동부(109)는 구동되어 맨드릴(100)을 회전시킨다. When the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a are fixed by the clamp 105, the driving unit 109 connected to the rack 110 is driven to rotate the mandrel 100.

맨드릴(100)이 회전되면, 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)는 외면에 전극판들(210,220,230,230a)이 권취됨과 아울러, 제1,피니언 기어(111,121)와 연결된 제1,2연결축(111a,121a)을 가압하는 제1,2가압부(107a,107b)가 구동된다. When the mandrel 100 is rotated, the first body part 103a and the second body part 103b are wound on the outer surface of the electrode plates 210, 220, 230, and 230a, and are connected to the first and pinion gears 111 and 121. The first and second pressing parts 107a and 107b for pressing the second connecting shafts 111a and 121a are driven.

제1,2가압부(107a,107b)는 제1,2피니언 기어(111,121)와 연결된 제1,2연결축(111a,121a)을 순차적으로 가압하여 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터 (230,230a)들이 권취되는 정도에 따라 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b) 사이의 간격이 줄어든다.The first and second pressurizing parts 107a and 107b sequentially press the first and second connection shafts 111a and 121a connected to the first and second pinion gears 111 and 121 so that the first and second electrode plates 210 and 220 and the separator are sequentially pressed. The distance between the first body part 103a and the second body part 103b is reduced according to the extent to which the 230 and 230a are wound.

즉, 도 4a,4b에 도시된 바와 같이, 제1,2가압부(107a,107b)가 제1,2피니언 기어(111,121)를 가압하면 제1몸체부(103a)와 연결된 제1피니언 기어(111)와 제2몸체부(103b)와 연결된 제2피니언 기어(121)는 제1,2피니언 기어(111,121)와 치합되는 래크(110)를 따라 몸체부(103)의 중심측으로 이동된다. 이때, 제1몸체부(103a)와 연결된 제1가변축(113)에는 제2몸체부(103b)와 연결된 제2가변축(123)이 삽입된다. 제2가변축(123)은 그 외면에 형성된 가이드 돌기(125)가 제1가변축(113)에 형성된 가이드 홈(115)의 안내에 의해 삽입된다.That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the first and second pressurizing parts 107a and 107b press the first and second pinion gears 111 and 121, the first pinion gear connected to the first body part 103a ( The second pinion gear 121 connected to the second body portion 103b and 111 is moved toward the center of the body portion 103 along the rack 110 engaged with the first and second pinion gears 111 and 121. At this time, the second variable shaft 123 connected to the second body portion 103b is inserted into the first variable shaft 113 connected to the first body portion 103a. In the second variable shaft 123, the guide protrusion 125 formed on the outer surface thereof is inserted by the guide of the guide groove 115 formed on the first variable shaft 113.

여기서, 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들은 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)가 몸체부(103)의 중심측으로 이동되지 않는 상태에서 맨드릴(100)에 권취되면, 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들이 권취될 수록 맨드릴(100)의 양단에 걸리는 권취장력이 커지지만, 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)가 몸체부(103)의 중심측으로 이동되므로, 맨드릴(100)의 양단에 작용되는 권취장력은 맨드릴(103)의 평면과 동일하게 작용될 수 있다.Here, the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a may have the mandrel 100 in a state where the first body portion 103a and the second body portion 103b are not moved toward the center of the body portion 103. ), The winding tension applied to both ends of the mandrel 100 increases as the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a are wound, but the first body portion 103a and the second body portion are increased. Since 103b is moved toward the center of the body portion 103, the winding tension applied to both ends of the mandrel 100 may be acted in the same manner as the plane of the mandrel 103.

맨드릴(100)에 의해 권취된 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)는 커터부(400)에 의해 소정의 길이를 갖도록 커팅된다.The first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a wound by the mandrel 100 may be cut by the cutter unit 400 to have a predetermined length.

제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)가 권취되면, 권취된 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)의 외부에는 일측에 배치된 고정테이프 공급부(150)에서 공급된 고정테이프(250)가 부착되어 전극 조립체(200)를 이룬다.When the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a are wound, the fixed tape supply unit 150 disposed on one side of the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a may be disposed outside. The supplied fixing tape 250 is attached to form the electrode assembly 200.

한편, 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들의 권취가 끝난 후, 제1몸체부(103a)와 제2몸체부(103b)는 다음 제1,2전극판(210,220) 및 세퍼레이터(230,230a)들이 권취되도록 제1가변축(113)의 내부에 설치된 탄성부재(117)에 의해 처음의 위치로 복원된다.Meanwhile, after the winding of the first and second electrode plates 210 and 220 and the separators 230 and 230a is finished, the first body portion 103a and the second body portion 103b are next to the first and second electrode plates 210 and 220. The separators 230 and 230a are restored to their initial positions by the elastic member 117 installed inside the first variable shaft 113 so as to be wound up.

본 발명에 따르면, 이차 전지용 극판 권취장치는 맨드릴이 분리되어 소정의 간격을 두고 설치된 후, 전극판들이 권취되면서 순차적으로 그 간격을 줄여줌에 따라 맨드릴에 권취되는 전극판들의 권취장력이 맨드릴의 어떤 부분에서도 일정한 이점이 있다.According to the present invention, the electrode plate winding device for secondary batteries is installed at predetermined intervals after the mandrel is separated, and the winding tension of the electrode plates wound on the mandrel as the electrode plates are sequentially reduced as the electrode plates are wound is any There is also a certain advantage in the part.

또한, 이차 전지용 극판 권취장치는 맨드릴의 권취장력이 일정하므로 전극판들이 늘어나 불량 전극 조립체가 생성되는 것이 방지되는 이점이 있다.In addition, the electrode plate winding device for a secondary battery has an advantage that the winding tension of the mandrel is constant so that the electrode plates are stretched to prevent the generation of a defective electrode assembly.

그리고, 전극판은 맨드릴의 양단에 걸리는 권취장력과 평면에 걸리는 권취 장력이 일정하므로 권취가 끝난 후, 맨드릴과 권취된 전극판들의 분리가 용이한 이점이 있다.In addition, since the electrode plate has a constant winding force applied to both ends of the mandrel and a winding tension applied to the plane, after the end of the winding, the mandrel and the wound electrode plate are easily separated.

Claims (10)

삭제delete 외면에 제1 전극판, 세퍼레이터, 제2 전극판 및 세퍼레이터가 권취되며, 상호 이격된 상태로 설치되는 제1,2 몸체부로 분리형성된 몸체부;A first electrode plate, a separator, a second electrode plate, and a separator wound on an outer surface thereof, the body part being separated and formed into first and second body parts spaced apart from each other; 상기 몸체부와 연결되어 구동력을 전달하도록 설치되고, 상기 제1,2 전극판과 세퍼레이터가 몸체부에 권취되도록 상기 몸체부를 일방향으로 회전시키는 구동부;A driving part connected to the body part to transmit a driving force and rotating the body part in one direction such that the first and second electrode plates and the separator are wound around the body part; 상기 몸체부에 권취되는 권취대상체들의 권취장력에 따라 상기 제1 몸체부와 제2 몸체부 사이의 간격을 순차적으로 가변시키는 가변유닛;을 포함하는 이차 전지용 극판 권취장치. And a variable unit for sequentially varying an interval between the first body part and the second body part according to winding tensions of the winding objects wound on the body part. 삭제delete 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 가변유닛은 상기 제1,2몸체부의 단부와 각각 연결된 제1,2연결축;The variable unit may include first and second connecting shafts connected to ends of the first and second body parts, respectively; 상기 제1,2연결축의 단부에 각각 연결되는 제1,2피니언 기어;First and second pinion gears respectively connected to ends of the first and second connection shafts; 상기 제1,2피니언 기어와 치합되는 래크;A rack engaged with the first and second pinion gears; 상기 제1,2피니언 기어를 연결시키는 가변축; 및A variable shaft connecting the first and second pinion gears; And 상기 제1,2피니언 기어와 연결되어 상기 제1,2피니언 기어를 가압하는 제1,2가압부;가 구비된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.And a first and second pressurizing part connected to the first and second pinion gears to pressurize the first and second pinion gears. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 구동부는 상기 래크와 연결된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.The driving unit pole plate winding apparatus for a secondary battery, characterized in that connected to the rack. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 가변축은 상기 제1피니언 기어의 일측에 설치되며 관 형상으로 형성된 제1가변축;과The variable shaft is installed on one side of the first pinion gear, the first variable shaft formed in a tubular shape; And 상기 제2피니언 기어의 일측에 설치되어 상기 제1가변축의 내부에 삽입되게 형성된 제2가변축;으로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.And a second variable shaft installed at one side of the second pinion gear, the second variable shaft being inserted into the first variable shaft. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제2가변축은 일측에 가이드 돌기가 형성되고, The second variable shaft is formed with a guide protrusion on one side, 상기 제1가변축은 가이드 돌기와 대응되게 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.The first variable shaft is a pole plate winding apparatus for a secondary battery, characterized in that the guide groove is formed to correspond to the guide projection. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1가변축의 내측에는 일측은 상기 제1가변축과 접촉되고, 타측은 상기 제2가변축의 단부와 접촉되는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.The inside of the first variable shaft, the pole plate winding apparatus for a secondary battery, characterized in that one side is in contact with the first variable shaft, the other side is in contact with the end of the second variable shaft. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제1,2가압부는 에어실린더 인 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.And the first and second pressurizing parts are air cylinders. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1,2몸체부 사이에는 상기 극판의 끝단을 고정시키는 클램프가 설치된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 권취장치.A pole plate winding device for a secondary battery, characterized in that a clamp for fixing the end of the pole plate is provided between the first and second body portion.
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