KR100987848B1 - 전극 조립체 권취장치 및 권취방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬이온 2차전지를 구성하는 전극조립체의 권취장치 및 권취방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클램프를 이용하여 전극조립체를 잡아줌으로써 권취할 때 전극조립체가 권취롤에서 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 권취할 수 있도록 하여 작업효율 및 생산성을 증대할 수 있도록 한 전극조립체 권취장치 및 권취방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 본 발명은 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1클램프와 제2클램프가 서로 대향되되, 소정간격 이격되도록 제1탄성체가 구성되는 클램프부; 제1클램프의 외측에 구성된 제1권취롤과 제2클램프의 외측에 구성된 제2권취롤로 구성되는 권취부; 제1탄성체를 압축시켜 제1클램프와 제2클램프간 밀착되도록 함에 따라 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하도록 하는 클램프구동부; 및 제2탄성체를 통하여 제1,2권취롤과 연결되어 상기 제1,2권취롤을 외측으로 소정간격 이동되도록 하는 권취구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 본 발명은 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1클램프와 제2클램프가 서로 대향되되, 소정간격 이격되도록 제1탄성체가 구성되는 클램프부; 제1클램프의 외측에 구성된 제1권취롤과 제2클램프의 외측에 구성된 제2권취롤로 구성되는 권취부; 제1탄성체를 압축시켜 제1클램프와 제2클램프간 밀착되도록 함에 따라 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하도록 하는 클램프구동부; 및 제2탄성체를 통하여 제1,2권취롤과 연결되어 상기 제1,2권취롤을 외측으로 소정간격 이동되도록 하는 권취구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은리튬이온 2차전지 또는 캐패시터(capacitor)를 구성하는 전극조립체의 권취장치 및 권취방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클램프부를 이용하여 전극조립체를 잡아줌으로써 권취할 때 전극조립체가 권취부에서 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 권취할 수 있도록 하여 작업효율 및 생산성을 증대할 수 있도록 한 전극조립체 권취장치 및 권취방법에 관한 것이다.
최근에는 셀룰라폰, 노트북컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치는 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지팩을 내장하고 있다. 내장된 전지팩은 휴대용 전기/전자 장치를 일정기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
전지팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충ㆍ방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 자동차전용 이차전지에는 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.
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.
이러한 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 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.
통상적으로, 이차 전지는 전극조립체(젤리롤(jelly roll) 또는 권취품)와, 전극조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 및 케이스를 마감하는 캡 조립체를 포함한다.
전극 조립체는 양극판과 음극판, 그리고 양극판과 음극판 사이에 개재되어 쇼트를 방지하며 전해액 또는 이온의 이동이 가능한 세퍼레이터를 권취시켜 이루어진다.
다음으로, 도 1을 참조하여 전극조립체의 권취장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 종래 전극조립체의 권취장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 전극조립체 권취장치는 이차 전지를 구성하는 전극조립체(1)를 권취시키는 장치로서, 전극조립체(1)는 제1전극탭(미도시)이 부착된 제1전극판(80), 제2전극탭(미도시)이 부착된 제2전극판(90) 및 상기 제1전극판(80)과 제2전극판(90) 사이에 개재된 제1,2세퍼레이터(32)(51)가 권취된 형태로 이루어진다.
즉, 전극조립체(1)는 제1전극판(80), 제2전극판(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)가 각각 한 장의 스트립(strip)으로 이루어져, 제1세퍼레이터(32), 제1전극판(80), 제2세퍼레이터(51), 제2전극판(90)의 순으로 배치되어, 젤리-롤형(jelly-rolltype)으로 권취된다. 전극조립체(1)의 최외곽면에는 고정테이프 공급부(70)에서 공급된 고정테이프(71)가 부착되어 젤리롤 형으로 권취된 전극조립체(1)가 풀리지 않도록 전극조립체(1)를 고정시킨다.
제1전극판(80)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 있다.
제2전극판(90)은 음극일 수 있으며, 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 제2전극집전체의 양면에 코팅된 제2활물질층을 포함하고 있다. 제2활물질로는 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 있다.
상기 제1,2세퍼레이터(32)(51)는 제1전극판(80)과 제2전극판(90)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이차 전지의 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 있다.
제1,2세퍼레이터(32)(51)는 제1전극판(80) 및 제2전극판(90)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 제1전극판(80) 및 제2전극판(90) 간의 단락을 방지하는데 유리하다.
이에 권취장치는 전극조립체(1)를 구성하는 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)가 공급되는 각각의 공급부(30)(40)(50)(60)와, 공급된 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 소정의 길이로 커팅시키는 커터부(20)와, 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 권취시키는 권취부(400) 그리고, 각각의 공급부(30)(40)(50)(60)에서 권출되는 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)의 이송을 안내하는 안내롤러(31)를 포함한다.
공급부(30)(40)(50)(60)는 제1전극판(80)이 권취된 제1전극판 공급부(40)와, 제2전극판(90)이 권취된 제2전극판 공급부(60) 및 제1,2세퍼레이터 공급부(30)(50)로 이루어진다. 이때, 각각의 공급부(30)(40)(50)(60)는 제1전극판(80)과 제2전극판(90) 사이에 제1,2세퍼레이터(32)(51)가 개재되도록 배치된다.
제1전극판 공급부(40)와 제2전극판 공급부(60)에는 각각의 공급부(40)(60)와 소정의 간격을 두고 공급부(40)(60)에 권취된 제1,2전극판(80)(90)들이 권출될 때 제1,2전극탭이 부착될 수 있도록 전극탭 부착부(81)(91)가 설치된다.
커터부(20)는 각각의 공급부(30)(40)(50)(60)에서 권출되는 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)들을 소정의 길이로 커팅한다. 즉, 커터부(20)는 각각의 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)들을 하나의 전극조립체(1)를 구성하기 위한 길이로 커팅한다.
그러나, 이러한 종래의 권취장치는 권취부(400)의 외주면에 밀착한 상태에서 권취부(400)를 구동하여 감는 작업을 할 때 상기 전극조립체(1)가 권취부(400)에서 이탈되어 권취부(400)에 감기지 않는 문제점이 발생된다.
또한, 상기와 같이 권취부(400)가 구동될 때 밀착력이 떨어져 권취부(400)가 상기 전극조립체(1)를 감지못하고 공회전하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 클램프부를 이용하여 전극조립체를 잡아줌으로써 권취할 때 전극조립체가 권취부에서 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 권취할 수 있도록 하여 작업효율 및 생산성을 증대할 수 있도록 한 전극조립체 권취장치 및 권취방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명은 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1클램프와 제2클램프가 서로 대향되되, 소정간격 이격되도록 제1탄성체가 구성되는 클램프부; 제1클램프의 외측에 구성된 제1권취롤과 제2클램프의 외측에 구성된 제2권취롤로 구성되는 권취부; 제1탄성체를 압축시켜 제1클램프와 제2클램프간 밀착되도록 함에 따라 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하도록 하는 클램프구동부; 및 제2탄성체를 통하여 제1,2권취롤과 연결되어 상기 제1,2권취롤을 외측으로 소정간격 이동되도록 하는 권취구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제1클램프와 제1권취롤 간 결합 및 상기 제2클램프와 제2권취롤 간 결합은 볼트결합으로 이루어져, 다양한 사이즈의 제1,2권취롤 교체가 가능하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 제1돌기가 제1클램프와 연결되고, 제2돌기가 제2클램프와 연결되도록 구성하여, 상기 클램프구동부의 구동에 따라 제1돌기 및 제2돌기가 눌러지면 제1탄성체가 압축됨과 동시에 제1클램프와 제2클램프간 밀착되며; 권취작업이 완료되면 상기 클램프구동부의 구동이 해제되어 제1탄성체에 의하여 제1클램프와 제2클램프가 원래의 위치로 되돌아오도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 제3돌기는 제2권취롤과 연결되고, 제4돌기는 제1권취롤과 연결되며, 제2탄성체가 제1권취롤과 베이스부 사이 및 제2권취롤과 베이스부 사이에 설치되어; 상기 권취구동부의 구동에 따라 제3돌기 및 제4돌기가 눌러지면 제2탄성체가 압축됨과 동시에 제1권취롤과 제2권취롤이 각각 외측으로 소정간격 벌려지며; 권취작업이 완료되면 상기 권취구동부의 구동이 해제되어 제2탄성체에 의하여 제1권취롤과 제2권취롤이 원래의 위치로 되돌아오도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취방법에 있어서, 공급기에, 권취하고자 하는 전극조립체의 각 구성요소들을 각각 적치한 후 전극조립체의 끝부분을, 안내롤러를 통해 제1클램프와 제2클램프 사이에 위치시키는 제1단계; 클램프구동부를 구동시켜 제1클램프와 제2클램프가 서로 밀착되도록 하여, 그 사이에 위치한 전극조립체를 클램핑하는 제2단계; 권취구동부를 구동시켜 제1클램프의 외측에 구성된 제1권취롤과 제2클램프의 외측에 구성된 제2권취롤이 바깥쪽으로 소정간격 벌려지도록 하는 제3단계; 및 회전구동부를 구동시켜 제1,권취롤의 외면에 전극조립체가 감겨지도록 하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전극조립체의 권취가 완료되면 더 이상의 권취가 이루어지지 않도록 제1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터를 절단하는 제5단계; 및 상기 제1클램프와 제2클램프가 제1탄성체에 의하여 원래 위치로 복귀하여 소정간격 이격되고, 제1,2권취롤도 제2탄성체에 의하여 원래 위치로 복귀하여 소정간격 내측으로 오므라들도록 하는 제6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 전극조립체 권취장치 및 권취방법은 클램프부를 이용하여 전극조립체를 잡아줌으로써 권취할 때 전극조립체가 권취롤에서 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 권취할 수 있어 작업효율 및 생산성을 증대할 수 있다.
도 1은 종래의 전극조립체 권취장치의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 정면도
도 6은 도 5의 제1,2클램프 및 제1,2권취롤 부분의 상세 분해도
도 7 및 도 8은 클램프부의 동작을 설명하기 위한 개략도
도 9 및 도 10은 권취부의 동작을 설명하기 위한 개략도
도 11은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 정면도
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 정면도
도 6은 도 5의 제1,2클램프 및 제1,2권취롤 부분의 상세 분해도
도 7 및 도 8은 클램프부의 동작을 설명하기 위한 개략도
도 9 및 도 10은 권취부의 동작을 설명하기 위한 개략도
도 11은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도 및 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 정면도이고, 도 6은 도 5의 제1,2클램프 및 제1,2권취롤 부분의 상세 분해도로서, 종래의 구성을 도시한 도 1과 중복되는 동일 구성요소는 동일부호를 사용하여 본 발명을 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명의 전극조립체 권취장치는 전극조립체(1)를 공급하는 공급기(100), 상기 공급기(100)에서 공급되는 전극조립체(1)를 롤 형태로 권취하는 권취기(200)를 포함하여 구성된다.
이외에도, 전극조립체 권취장치는 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 소정의 길이로 커팅시키는 커터부(20)를 포함할 수도 있다.
공급기(100)는 전극조립체(1)를 권취기(200)에 공급하기 위한 것으로, 권취기(200)의 상측에 구비된다.
또한, 공급기(100)는 제1전극판(80)이 권취된 제1전극판 공급부(40), 제2전극판(90)이 권취된 제2전극판 공급부(60) 및 제1,2세퍼레이터 공급부(30)(50)를 포함하여 구성된다.
이러한 제1전극판(80), 제2전극판(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 합해서 전극조립체(1)라 명명하고, 제1전극판 공급부(40), 제2전극판 공급부(60) 및 제1,2세퍼레이터 공급부(30)(50)를 합해서 전극조립체 공급부(101)라 명명한다.
전극조립체 공급부(101)에서 공급된 전극조립체(1)의 구성요소들(제1전극판, 제2전극판 및 제1,2세퍼레이터)은 안내롤러(31)를 따라 권취기(200)에 공급된다.
도면부호 102는 공급기(100) 및 권취기(200)를 지반에 고정하는 고정체이고, 103은 권취기(200)를 회전하는 회전축이다.
권취기(200)는 각 공급기(100)에서 공급되는 제1전극판(80), 제2전극판(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 합지하여 롤 형태로 권취하는 장치로, 클램프부(300), 권취부(400), 고정캡(520), 베이스부(530), 클램프구동부(540), 권취구동부(550) 및 회전구동부(560)를 포함하여 구성된다.
클램프부(300)는 전극조립체(1)를 권취부(400)의 외주면에 권취하기 이전에 상기 전극조립체(1)의 끝부분을 잡아주는, 즉 클램핑(clamping) 역할을 한다.
다시 말하면, 클램프부(300)는 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 서로 대향되도록 구성되면서 제1탄성체(330)의 탄성력에 의하여 소정간격 이격되고, 클램프구동부(540)의 구동에 따라 제1탄성체(330)가 압축되어 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착하게 된다.
이에 따라, 제1클램프(310)와 제2클램프(320)는 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 잡아주어 전극조립체(1)의 권취시 전극조립체(1)가 권취부(400)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
상기 제1탄성체(330)는 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 소정간격 이격되도록 서로 밀다가 클램프구동부(540)가 구동되면 압축되어 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착되도록 한다.
권취부(400)는 제1클램프(310)의 외측에 구성된 제1권취롤(410)과 제2클램프(320)의 외측에 구성된 제2권취롤(420)로 구성된다.
또한, 권취부(400)는 회전축(103)을 기준으로 회전가능하도록 구성된다. 이에 따라 권취부(400)의 외주면에 전극조립체(1)가 감기게 된다.
클램프구동부(540)는 제1탄성체(330)를 압축시켜 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착되도록 함에 따라 제1클램프(310)와 제2클램프(320) 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 클램핑하는 역할을 수행한다.
권취작업이 완료되면 상기 클램프구동부(540)의 구동이 해제되어 제1탄성체(330)에 의하여 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 원래의 위치로 복귀(復歸)된다.
권취구동부(550)는 제2탄성체(430)를 통하여 제1,2권취롤(410)(420)과 연결되어 상기 제1,2권취롤(410)(420)을 외측으로 소정간격 이동되도록 하는 역할을 수행한다.
권취작업이 완료되면 상기 권취구동부(550)의 구동이 해제되어 제2탄성체(430)에 의하여 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)이 원래의 위치로 복귀된다.
상기 제1클램프(310)와 제1권취롤(410) 간 결합 및 상기 제2클램프(320)와 제2권취롤(420) 간 결합은 볼트(510) 결합으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이는 다양한 사이즈의 제1,2권취롤(410)(420) 교체가 가능하도록 하기 위한 것이다. 미설명부호 511은 볼트공이다.
이에 따라 본 발명은 다양한 직경을 갖는 전극조립체(1)를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1,2클램프(310)(320)의 상단에는 체결돌기(311)가 구성되고, 고정캡(520)의 하측에는 상기 체결돌기(311)에 체결되는 체결공(521)이 구성된다.
상기와 같이, 체결돌기(311)와 체결공(521)의 체결로 인하여 제1,2클램프(310)(320)와 고정캡(520)이 체결됨에 따라 제1클램프(310)와 제2클램프(320)의 간격이 일정해진다.
또한, 본 발명은 커팅날이 구비된 커터부(20)를 구성하는데, 이 커터부(20)는 제1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 일정한 길이로 절단한다.
도 7 및 도 8은 클램프부의 동작을 설명하기 위한 개략도이며, 도 9 및 도 10은 권취부의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
먼저, 도 7 및 도 8을 참조하여 클램프부의 동작을 설명하기로 한다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 클램프구동부(540)의 구동에 따라 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 서로 밀착되어 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)를 클램핑한다.
상기 클램프구동부(540)의 구동은 일례로서, 도 7 및 도 8의 제1돌기(610) 및 제2돌기(620)의 누름을 의미한다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1돌기(610)는 제1클램프(310)와 연결되고, 제2돌기(620)는 제2클램프(320)와 연결된다. 또한, 앞에서도 설명한 바와 같이, 제1클램프(310)와 제2클램프(320) 사이에는 제1탄성체(330)가 구성된다.
이에 따라, 클램프구동부(540)가 구동하면, 즉 제1돌기(610) 및 제2돌기(620)가 눌러지면 제1탄성체(330)는 압축됨과 동시에 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착하게 된다. 이때, 제1클램프(310)와 제2클램프(320)의 이동거리가 같도록 제1돌기(610)와 제2돌기(620)의 누름정도가 같도록 하는 것이 좋다.
권취작업이 완료되면 상기 클램프구동부(540)의 구동이 해제되고, 이에 따라 제1탄성체(330)에 의하여 제1클램프(310)와 제2클램프(320)는 원래의 위치로 되돌아오게 된다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 권취부의 동작을 설명하기로 한다.
앞에서 설명한 바와 같이 본 발명은 권취구동부(550)의 구동에 따라 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)이 외측으로 소정간격 벌려진다.
상기 권취구동부(550)의 구동은 일례로서, 도 9 및 도 10의 제3돌기(630) 및 제4돌기(640)의 누름을 의미한다.
보다 구체적으로 설명하면, 제3돌기(630)는 제2권취롤(420)과 연결되고, 제4돌기(640)는 제1권취롤(410)과 연결된다.
또한, 제2탄성체(430)는 제1권취롤(410)과 베이스부(530) 사이, 제2권취롤(420)과 베이스부(530) 사이에 설치된다.
이에 따라, 권취구동부(550)가 구동하면, 즉 제3돌기(630) 및 제4돌기(640)가 눌러지면 제2탄성체(430)는 압축됨과 동시에 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)은 각각 외측으로 소정간격 벌려지게 된다. 이를, 도 10에서는 흰색 화살표와 검정색 화살표로 구분하여 도시하였다.
이때, 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)의 벌림정도가 같도록 하는 것이 좋다.
권취작업이 완료되면 상기 권취구동부(550)의 구동이 해제되고, 이에 따라 제2탄성체(430)에 의하여 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)은 원래의 위치로 되돌아오게 된다.
앞에서 설명되었던 제1돌기(610) 내지 제4돌기(640)의 누름 행위는 모터와 기어의 조합체에 의하여 행할 수 있으며, 이 모터의 제어는 컨트롤러를 통해 이루어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 전극조립체 권취장치를 이용하여 권취과정을 살펴보기로 한다.
도 11은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도이다.
우선, 공급기(100)에, 권취하고자 하는 전극조립체(1)의 각 구성요소들, 즉 제1전극탭(미도시)이 부착된 제1전극판(80), 제2전극탭(미도시)이 부착된 제2전극판(90) 및 상기 제1전극판(80)과 제2전극판(90) 사이에 개재된 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 각각 적치한 후 전극조립체(1)의 끝부분을, 안내롤러(31)를 통해 제1클램프(310)와 제2클램프(320) 사이에 위치시키도록 한다.(S11)(S12)
이후, 클램프구동부(540)를 구동시켜 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 서로 밀착되도록 하여, 그 사이에 위치한 전극조립체(1)를 클램핑하도록 한다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 제1돌기(610) 및 제2돌기(620)가 눌러지도록 하여 제1탄성체(330)가 압축됨과 동시에 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착되도록 한다.(S13)
또한, 권취구동부(550)를 구동시켜 제1클램프(310)의 외측에 구성된 제1권취롤(410)과 제2클램프(320)의 외측에 구성된 제2권취롤(420)이 바깥쪽으로 소정간격 벌려지도록 한다. 즉, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 제3돌기(630) 및 제4돌기(640)가 눌러지도록 하여 제2탄성체(430)가 압축됨과 동시에 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)이 각각 외측으로 소정간격 벌려지도록 한다.(S14)
상기 단계 13(S13)과 단계 14(S14)의 과정을 변경하여도 무방하고, 단계 13(S13)과 단계 14(S14)의 과정이 동시에 이루어지도록 하여도 무방하다.
상기와 같이, 제1,2클램프(310)(320)에 의하여 전극조립체(1)가 클램핑되고, 제1,2권취롤(410)(420)이 외부로 벌려지도록 한 후, 회전구동부(560)를 구동시켜 제1,권취롤(410)(420)의 외면에 전극조립체(1)가 감겨지도록 한다.(S15)
상기와 같이, 전극조립체(1)의 권취가 완료되면 더 이상의 권취가 이루어지지 않도록 커터부(20)에 의하여 제1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터(32)(51) 절단작업이 이루어진다.(S16)
상기와 같이, 절단작업이 이루어진 후, 클램프구동부(540)의 구동 및 권취구동부(550)의 구동이 해제된다. 이에 따라, 제1탄성체(330)에 의하여 제1클램프(310)와 제2클램프(320)는 원래의 위치로 되돌아오고, 제2탄성체(430)에 의하여 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)도 원래의 위치로 되돌아오게 된다.(S17)
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 전극조립체 20: 커터부
30: 제1세퍼레이터 공급부 31: 안내롤러
32: 제1세퍼레이터 40: 제1전극판 공급부
150: 제2세퍼레이터 공급부 51: 제2세퍼레이터
60: 제2전극판 공급부 70: 고정테이프 공급부
71: 고정테이프 80: 제1전극판
90: 제2전극판 100: 공급기
101: 전극조립체 공급부 102: 고정체
103: 회전축 200: 권취기
300: 클램프부 310: 제1클램프
311: 체결돌기 320: 제2클램프
330: 제1탄성체 400: 권취부
410: 제1권취롤 420: 제2권취롤
430: 제2탄성체 510: 볼트
511: 볼트공 520: 고정캡
521: 체결공 530: 베이스부
540: 클램프구동부 550: 권취구동부
560: 회전구동부 610: 제1돌기
620: 제2돌기 630: 제3돌기
640: 제4돌기
30: 제1세퍼레이터 공급부 31: 안내롤러
32: 제1세퍼레이터 40: 제1전극판 공급부
150: 제2세퍼레이터 공급부 51: 제2세퍼레이터
60: 제2전극판 공급부 70: 고정테이프 공급부
71: 고정테이프 80: 제1전극판
90: 제2전극판 100: 공급기
101: 전극조립체 공급부 102: 고정체
103: 회전축 200: 권취기
300: 클램프부 310: 제1클램프
311: 체결돌기 320: 제2클램프
330: 제1탄성체 400: 권취부
410: 제1권취롤 420: 제2권취롤
430: 제2탄성체 510: 볼트
511: 볼트공 520: 고정캡
521: 체결공 530: 베이스부
540: 클램프구동부 550: 권취구동부
560: 회전구동부 610: 제1돌기
620: 제2돌기 630: 제3돌기
640: 제4돌기
Claims (6)
- 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체(1)를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 서로 대향되되, 소정간격 이격되도록 제1탄성체(330)가 구성되는 클램프부(300); 상기 제1클램프(310)의 외측에 구성된 제1권취롤(410)과 상기 제2클램프(320)의 외측에 구성된 제2권취롤(420)로 구성되는 권취부(400); 제1탄성체(330)를 압축시켜 상기 제1클램프(310)와 제2클램프(320)간 밀착되도록 함에 따라 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 클램핑하도록 하는 클램프구동부(540); 및 제2탄성체(430)를 통하여 상기 제1, 2권취롤(410)(420)과 연결되어 상기 제1,2권취롤(410)(420)을 외측으로 소정간격 이동되도록 하는 권취구동부(550)를 포함하되,
제1돌기(610)가 상기 제1클램프(310)와 연결되고, 제2돌기(620)가 상기 제2클램프(320)와 연결되도록 구성하여;
상기 클램프구동부(540)의 구동에 따라 상기 제1돌기(610) 및 제2돌기(620)가 눌러지면 상기 제1탄성체(330)가 압축됨과 동시에 상기 제1클램프(310)와 상기 제2클램프(320)간 밀착되며;
권취작업이 완료되면 상기 클램프구동부(540)의 구동이 해제되어 상기 제1탄성체(330)에 의하여 상기 제1클램프(310)와 상기 제2클램프(320)가 원래의 위치로 되돌아오도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1클램프(310)와 제1권취롤(410) 간 결합 및 상기 제2클램프(320)와 제2권취롤(420) 간 결합은 볼트(510)결합으로 이루어져, 다양한 사이즈의 제1,2권취롤(410)(420) 교체가 가능하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취장치. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
제3돌기(630)는 제2권취롤(420)과 연결되고, 제4돌기(640)는 제1권취롤(410)과 연결되며, 제2탄성체(430)가 제1권취롤(410)과 베이스부(530) 사이 및 제2권취롤(420)과 베이스부(530) 사이에 설치되어;
상기 권취구동부(550)의 구동에 따라 제3돌기(630) 및 제4돌기(640)가 눌러지면 제2탄성체(430)가 압축됨과 동시에 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)이 각각 외측으로 소정간격 벌려지며;
권취작업이 완료되면 상기 권취구동부(550)의 구동이 해제되어 제2탄성체(430)에 의하여 제1권취롤(410)과 제2권취롤(420)이 원래의 위치로 되돌아오도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취장치. - 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체(1)를 권취하는 전극조립체 권취방법에 있어서,
공급기(100)에, 권취하고자 하는 전극조립체(1)의 각 구성요소들을 각각 적치한 후 전극조립체(1)의 끝부분을, 안내롤러(31)를 통해 제1클램프(310)와 제2클램프(320) 사이에 위치시키는 제1단계;
클램프구동부(540)를 구동시켜 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 서로 밀착되도록 하여, 그 사이에 위치한 전극조립체(1)를 클램핑하는 제2단계;
권취구동부(550)를 구동시켜 제1클램프(310)의 외측에 구성된 제1권취롤(410)과 제2클램프(320)의 외측에 구성된 제2권취롤(420)이 바깥쪽으로 소정간격 벌려지도록 하는 제3단계; 및
회전구동부(560)를 구동시켜 제1,권취롤(410)(420)의 외면에 전극조립체(1)가 감겨지도록 하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취방법. - 제5항에 있어서,
상기 전극조립체(1)의 권취가 완료되면 더 이상의 권취가 이루어지지 않도록 제1,2전극판(80)(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 절단하는 제5단계; 및
상기 제1클램프(310)와 제2클램프(320)가 제1탄성체(330)에 의하여 원래 위치로 복귀하여 소정간격 이격되고, 제1,2권취롤(410)(420)도 제2탄성체(430)에 의하여 원래 위치로 복귀하여 소정간격 내측으로 오므라들도록 하는 제6단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취방법.
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