KR101141216B1 - 전극조립체 권취장치 및 권취방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬이온 2차전지 및 캐패시터(capacitor)를 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 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1,2분할편으로 구성되되, 상기 제1분할편과 제2분할편이 대향되게 위치하여 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하고, 상기 제1분할편과 제2분할편 사이에는 탄성체가 구비되어 서로 밀도록 구성되는 클램프; 다수개로 분할된 원통형상이고, 중심축상에 상기 클램프가 위치하며, 일측이 안쪽으로 오므라지도록 구성되고, 중심축을 기준으로 회전함에 따라 외면에 상기 전극조립체가 권취되는 권취롤; 상기 클램프 및 권취롤의 일단이 체결되도록 클램프 체결홈 및 권취롤 체결홈이 구비되는 압착판; 및 상기 클램프 및 권취롤을 회전시키는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 캐패시터 및 2차 전지를 구성하는 전극조립체를 권취하는 전극조립체 권취장치에 있어서, 제1,2분할편으로 구성되되, 상기 제1분할편과 제2분할편이 대향되게 위치하여 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하고, 상기 제1분할편과 제2분할편 사이에는 탄성체가 구비되어 서로 밀도록 구성되는 클램프; 다수개로 분할된 원통형상이고, 중심축상에 상기 클램프가 위치하며, 일측이 안쪽으로 오므라지도록 구성되고, 중심축을 기준으로 회전함에 따라 외면에 상기 전극조립체가 권취되는 권취롤; 상기 클램프 및 권취롤의 일단이 체결되도록 클램프 체결홈 및 권취롤 체결홈이 구비되는 압착판; 및 상기 클램프 및 권취롤을 회전시키는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 리튬이온 2차전지 및 캐패시터(capacitor)를 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.
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.
전극조립체는 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 권취롤(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 권취롤(400)의 외주면에 밀착한 상태에서 권취롤(400)을 구동하여 감는 작업을 할 때 상기 전극조립체(1)가 권취롤(400)에서 이탈되어 권취롤(400)에 감기지 않는 문제점이 발생된다.
또한, 상기와 같이 권취롤(400)이 구동될 때 밀착력이 떨어져 권취롤(400)이 상기 전극조립체(1)를 감지못하고 공회전하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 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 권취방법을 제공하는 데 있다.
아울러, 본 발명은 권취롤에 권취된 전극조립체의 이탈시 전극조립체의 이탈을 용이하도록 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, 제1,2분할편으로 구성되되, 상기 제1분할편과 제2분할편이 대향되게 위치하여 그 사이에 위치하는 전극조립체의 끝부분을 클램핑하고, 상기 제1분할편과 제2분할편 사이에는 탄성체가 구비되어 서로 밀도록 구성되는 클램프; 다수개로 분할된 원통형상이고, 중심축상에 상기 클램프가 위치하며, 일측이 안쪽으로 오므라지도록 구성되고, 중심축을 기준으로 회전함에 따라 외면에 상기 전극조립체가 권취되는 권취롤; 상기 클램프 및 권취롤의 일단이 체결되도록 클램프 체결홈 및 권취롤 체결홈이 구비되는 압착판; 및 상기 클램프 및 권취롤을 회전시키는 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 클램프의 일단은 압착판의 클램프 체결홈에 체결되고, 상기 클램프의 타측은 힌지 결합되며; 상기 클램프 체결홈 및 권취롤 체결홈의 입구는 테이퍼지게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전극조립체 권취장치는 상기 클램프 및 권취롤을 압착판 쪽으로 이송시키는 피스톤; 및 상기 압착판을 클팸프 및 권취롤 쪽으로 이송시키는 실린더를 더 포함하는 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 권취롤의 상부에 위치하도록 하는 제1단계; 상기 클램프와 권취롤을 압착판 쪽으로 전진시킨 후, 전극조립체의 끝부분이 권취롤의 갈라진 틈(장홈)을 통해 클램프의 제1,2분할편 사이로 삽입되도록 하는 제2단계; 상기 압착판을 클램프 쪽으로 이동시켜, 클램프의 일단이 압착판의 클램프 체결홈에 끼워지도록 함과 동시에 권취롤의 일단이 압착판의 권취롤 체결홈에 끼워지도록 함에 따라 전극조립체가 클램프에 의하여 클램핑되고 권취롤의 일측과 타측의 직경이 같도록 하는 제3단계; 및 상기 권취롤을 회전시켜 권취롤의 외주면에 전극조립체가 권취되도록 하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전극조립체 권취방법은 상기 전극조립체의 권취가 완료되면 더 이상의 권취가 이루어지지 않도록 1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터를 절단하는 제5단계; 회전판을 회전시켜 클램프 및 권취롤이 아래에 위치하도록 하는 제6단계; 및 상기 클램프 및 권취롤에서 압착판을 이탈시켜 클램프는 탄성체에 의하여 다시 소정간격 벌려지고 권취롤의 일측은 다시 내측으로 오므라들도록 하는 제7단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 전극조립체 권취장치 및 권취방법은 클램프를 이용하여 전극조립체를 잡아줌으로써 권취할 때 전극조립체가 권취롤에서 이탈되는 것을 방지하고, 안정적으로 권취할 수 있어 작업효율 및 생산성을 증대할 수 있다.
또한, 본 발명은 다수개로 분할된 원통형상이고, 일측이 안쪽으로 오므려지도록 권취롤을 구성함에 따라 권취롤에 권취된 전극조립체의 이탈이 용이해진다.
도 1은 종래의 전극조립체 권취장치의 개략도
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 결합사시도
도 5는 도 4의 권취롤 및 클램프 부분의 상세 분해사시도
도 6은 본 발명의 권취롤의 상세 사시도
도 7은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도
도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 전극조립체 권취과정을 순서대로 나타내는 단면도
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 분해사시도
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 결합사시도
도 5는 도 4의 권취롤 및 클램프 부분의 상세 분해사시도
도 6은 본 발명의 권취롤의 상세 사시도
도 7은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도
도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 전극조립체 권취과정을 순서대로 나타내는 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치의 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 전극조립체 권취장치 중 권취기의 분해사시도 및 결합사시도이며, 도 5는 도 4의 권취롤 및 클램프 부분의 상세 분해사시도이고, 도 6은 본 발명의 권취롤의 상세 사시도로서, 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 한다.
각 공급부에서 공급된 전극조립체(1)의 구성요소들(제1전극판, 제2전극판 및 제1,2세퍼레이터)은 안내롤러(31)를 따라 권취기(200)에 공급된다.
권취기(200)는 각 공급기(100)에서 공급되는 제1전극판(80), 제2전극판(90) 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 합지하여 롤 형태로 권취하는 장치로, 클램프(300), 권취롤(400), 압착판(500), 회전롤(620), 회전판(610) 및 체결부재(640)를 포함하여 구성된다.
권취롤(400)은 길이방향으로 장홈(401)이 형성된 다수개로 분할된 원통형상이고, 중심축상에 클램프(300)가 위치한다.
본 발명의 일실시예에서는 권취롤(400)에는 4개의 장홈(401)이 구성되어 4개로 분할되고, 권취롤(400)의 타측은 바깥쪽으로 벌어지거나 안쪽으로 오므라지지 않도록 고정된다.
이에 반해, 권취롤(400)의 일측은 4개로 분할되어 있어 안쪽으로 오므라지도록 구성된다. 즉, 권취롤(400)이 압착판(500)에 체결되기 전에는 권취롤(400)의 일측이 권취롤(400)의 타측보다 짧은 직경을 가지며, 권취롤(400)이 압착판(500)에 체결되면 권취롤(400)의 일측과 권취롤(400)의 타측은 같은 직경을 가지게 된다.
또한, 권취가 완료된 후 권취롤(400)로부터 압착판(500)이 이탈되면, 권취롤(400)의 일측은 다시 원래대로 안쪽으로 오므라지게 된다. 이는 권취롤(400)에서 전극조립체(1)의 이탈을 용이하도록 하기 위한 것이다. 이처럼 권취롤(400)의 일측은 4개로 분할되면서 안쪽으로 오므라지도록 소정의 탄성력을 가지게 된다.
또한, 권취롤(400)은 중심축을 기준으로 회전가능하도록 구성된다. 이에 따라 권취롤(400)의 외주면에 전극조립체(1)가 감기게 된다.
또한, 권취롤(400)은 케이스(700) 내에 위치하여 클램프(300)와 함께 압착판(500) 쪽으로 이동가능하도록 구성된다.
하기에도 설명되겠지만, 권취롤(400)의 일단은 압착판(500)의 권취롤 체결홈(520)에 체결된다.
클램프(300)는 전극조립체(1)를 권취롤(400)의 외주면에 권취하기 이전에 상기 전극조립체(1)의 끝부분을 잡아주는, 즉 클램핑(clamping) 역할을 한다.
다시 말하면, 클램프(300)는 2개의 분할편, 즉 제1분할편(310)과 제2분할편(320)으로 구성되고, 제1분할편(310)과 제2분할편(320)은 서로 대향되게 위치하여 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 잡아준다.
이에 따라 클램프(300)는 전극조립체(1)의 권취시 전극조립체(1)의 이탈을 방지한다.
또한, 제1분할편(310)과 제2분할편(320) 사이에는 탄성체(330)가 구비되는데, 이 탄성체(330)는 제1분할편(310)과 제2분할편(320)간 소정간격 이격되도록 서로 미는 역할을 한다. 상기 탄성체(330)의 일단은 제1분할편(310)의 삽입홈(331)에 내삽되고, 상기 탄성체(330)의 타단은 제2분할편(320)의 삽입홈(331)에 내삽된다.
상기와 같이, 제1분할편(310)과 제2분할편(320) 사이에 탄성체(330)를 구비함에 따라 권취작업이 완료된 후 압착판(500)에서 클램프(300)가 이탈했을 때, 소정간격만큼 제1분할편(310)과 제2분할편(320)이 원래대로 이격되어 전극조립체(1)의 끝부분에 대한 클램핑 해제가 이루어진다. 즉, 더 이상 제1,2분할편에 의하여 전극조립체(1)의 끝부분이 클램핑되지 않게 된다는 것이다.
상기 클램프(300)의 일단은 압착판(500)의 클램프 체결홈(510)에 체결되고, 상기 클램프(300)의 타측은 힌지(340) 결합된다. 이때, 클램프(300)의 타단은 케이스(700) 내의 클램프결합부(710)에 결합되고, 권취롤(400)의 타측은 케이스(700) 내에 위치한다.
케이스(700)는 하기 설명될 회전판(610)에 고정된다.
또한, 클램프(300)는 권취롤(400)의 회전축에 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 클램프(300)의 일단에 클램프팁(350)을 구성할 수도 있다.
클램프팁(350)의 끝부분은 테이퍼지게 구성되는데, 이는 클램프(300)가 압착판(500)의 클램프 체결홈(510)에 체결될 때, 체결을 용이하도록 하기 위한 것이다.
압착판(500)에는 클램프(300) 및 권취롤(400)의 일단이 체결되도록 클램프 체결홈(510) 및 권취롤 체결홈(520)이 구비된다.
상기 클램프 체결홈(510) 및 권취롤 체결홈(520)의 입구는 테이퍼지게 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 클램프(300) 및 권취롤(400)을 압착판(500) 쪽으로 이송시키는 피스톤(미도시)과, 상기 압착판(500)을 클팸프 및 권취롤(400) 쪽으로 이송시키는 실린더(630)를 더 포함한다.
회전판(610)은 상측에 위치한 권취롤(400) 및 클램프(300)를 하측으로 이동시키고, 하측에 위치한 권취롤(400) 및 클램프(300)를 상측으로 이동시킨다. 이때, 회전축 역할을 하는 것이 회전롤(620)이다.
즉, 상측에서는 권취작업이 이루어지고, 하측에서는 권취된 전극조립체(1)의 분리작업이 이루어진다.
체결부재(640)의 일측에는 압착판(500)이 구성되고, 체결부재(640)의 중앙에는 상기 권취롤(400) 및 클램프(300)가 회전판(610)에 의해 회전할 때 회전축 역할을 하는 회전롤(620)이 구성된다.
본 발명은 커팅날이 구비된 커터부(20)를 구성하는데, 이 커터부(20)는 제1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터(32)(51)를 일정한 길이로 절단한다.
다음으로, 본 발명의 전극조립체 권취장치를 이용하여 권취과정을 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 전극조립체 권취방법을 나타내는 순서도이고, 도 8 내지 도 14는 본 발명에 따른 전극조립체 권취과정을 순서대로 나타내는 단면도이다.
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 권취롤(400)의 상부에 위치하도록 한다.(S11)(S12)
이후, 도 8 내지 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 클램프(300)와 권취롤(400)을 압착판(500)쪽(A방향)으로 전진시킨 후, 전극조립체(1)의 끝부분이 권취롤(400)의 갈라진 틈(장홈, 401)을 통하여 클램프(300)의 제1분할편(310)과 제2분할편(320) 사이로 삽입되도록 한다.(S13)
그런 후, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 압착판(500)을 클램프쪽(B방향)으로 이동시켜, 클램프(300)의 일단인 클램프팁(350) 부분이 압착판(500)의 클램프 체결홈(510)에 끼워지도록 함과 동시에 권취롤(400)의 일단이 압착판(500)의 권취롤 체결홈(520)에 끼워지도록 한다.(S14)
상기와 같이, 클램프(300)의 일단인 클램프팁(350) 부분이 압착판(500)의 클램프 체결홈(510)에 끼워짐에 따라 클램프(300)의 제1분할편(310)과 제2분할편(320)이 밀착되어 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 클램핑하게 된다.
또한, 권취롤(400)의 일단이 압착판(500)의 권취롤 체결홈(520)에 끼워짐에 따라 권취롤(400)의 일측이 외측으로 벌어진다. 이에 따라, 권취롤(400)의 일측의 직경(d2)은 권취롤(400)의 타측의 직경(d1)과 같아지게 된다.
상기와 같이, 클램프(300)가 압착판(500)의 클램프 체결홈(510)에 체결되고, 권취롤(400)이 압착판(500)의 권취롤 체결홈(520)에 체결된 후, 도 12에 도시한 바와 같이, 구동부의 구동에 따른 상기 권취롤(400)이 회전하게 되어 권취롤(400)의 외주면에 전극조립체(1)가 권취된다.(S15)
상기와 같이, 전극조립체(1)의 권취가 완료되면 더 이상의 권취가 이루어지지 않도록 커터부(20)에 의하여 1,2전극판 및 제1,2세퍼레이터(32)(51) 절단작업이 이루어진다.(S16)
그런 후, 회전판(610)을 180도 회전시켜 권취작업이 완료된 클램프(300) 및 권취롤(400)이 하측에 위치하도록 함과 동시에 하측에 위치한 클램프(300) 및 권취롤(400)이 상측에 위치하도록 한다.(S17)
그런 후, 도 13에 도시한 바와 같이, 하측에 위치한 권취작업이 완료된 상기 클램프(300) 및 권취롤(400)에서 압착판(500)을 C방향으로 이탈시킨다.(S18)
그러면 클램프(300)는 탄성체(330)에 의하여 원래대로 소정간격 벌려지고 권취롤(400)의 일측은 원래대로 내측으로 오므라들어 초기상태로 세팅된다. 즉, 권취롤(400)의 일측의 직경(d2)이 권취롤(400)의 타측의 직경(d1)보다 작아지게 된다.
이후, 도 14에 도시한 바와 같이, 클램프(300) 및 권취롤(400)을 D방향으로 전극조립체(1)로부터 이탈시킨다.
한편 상부에 위치한 권취롤(400) 및 클램프(300)는 권취작업을 수행하게 된다.
상기와 같이 상측에서는 권취작업을 수행하고, 동시에 하측에서는 분리작업을 수행함으로써 연속적인 권취 및 분리작업이 가능하다.
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
50: 제2세퍼레이터 공급부 51: 제2세퍼레이터
60: 제2전극판 공급부 70: 고정테이프 공급부
71: 고정테이프 80: 제1전극판
90: 제2전극판 100: 공급기
200: 권취기 300: 클램프
310: 제1분할편 320: 제2분할편
330: 탄성체 331: 삽입홈
340: 힌지 350: 클램프팁
400: 권취롤 401: 장홈
500: 압착판 510: 클램프 체결홈
520: 권취롤 체결홈 610: 회전판
620: 회전롤 630: 실린더
640: 체결부재 700: 케이스
710: 클램프결합부
30: 제1세퍼레이터 공급부 31: 안내롤러
32: 제1세퍼레이터 40: 제1전극판 공급부
50: 제2세퍼레이터 공급부 51: 제2세퍼레이터
60: 제2전극판 공급부 70: 고정테이프 공급부
71: 고정테이프 80: 제1전극판
90: 제2전극판 100: 공급기
200: 권취기 300: 클램프
310: 제1분할편 320: 제2분할편
330: 탄성체 331: 삽입홈
340: 힌지 350: 클램프팁
400: 권취롤 401: 장홈
500: 압착판 510: 클램프 체결홈
520: 권취롤 체결홈 610: 회전판
620: 회전롤 630: 실린더
640: 체결부재 700: 케이스
710: 클램프결합부
Claims (5)
- 대향되게 설치되어 그 사이에 위치하는 전극조립체(1)의 끝부분을 클램핑하는 제1,2분할편(310)(320)을 구비하는 클램프(300)와, 상기 클램프(300)가 중심축상에 위치하며 일측이 안쪽으로 오므라지도록 다수개로 분할된 원통형상으로 형성되어 회전함에 따라 외면에 상기 전극조립체(1)가 권취되는 권취롤(400)과, 상기 클램프(300)와 권취롤(400)의 일단이 체결되는 클램프 체결홈(510)과 권취롤 체결홈(520)이 구비된 압착판(500) 및 상기 클램프(300)와 권취롤(400)을 회전시키는 구동부를 포함하여 이루어지는 전극조립체 권취장치에 있어서,
상기 클램프(300)는, 타측이 힌지(340)로 결합되며, 상기 제1분할편(310)과 제2분할편(320)에 각각 형성되는 삽입홈(331)과, 일단은 상기 제1분할편(310)의 삽입홈(331)에 내삽되고 타단은 제2분할편(320)의 삽입홈(331)에 내삽되어 제1,2분할편(310)(320)을 이격되게 밀어주는 탄성체(330)를 더 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 권취장치. - 삭제
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