KR101287410B1 - 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치 - Google Patents

소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치에 관한 것으로, 제1전극 및 제2전극의 사이에 제공되는 분리막의 이송방향에 대해 일측에 형성되고, 상기 제1전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 일면에 공급하는 제1전극 공급부; 및 상기 분리막의 이송방향에 대해 상기 제1전극 공급부와 동일한 일측에 형성되고, 상기 제2전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 타면에 공급하는 제2전극 공급부;를 포함하며, 상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 상기 분리막의 이송방향과 교차하는 방향으로 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 공급할 수 있다.

Description

소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치 {ELECTRODE SUPPLYING APPARATUS FOR SMALL POLYMER SECONDARY BATTERY MANUFACTURING SYSTEM}
본 발명은 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 제1전극 및 제2전극을 동일한 개수로 동시에 공급할 수 있는 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치에 관한 것이다.
전지는 내부에 들어있는 활물질의 화학에너지를 전기화학적 산화환원반응에 의해 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이를 위하여 전지는 화학반응 대신에 전기화학적 반응이 일어나 전자가 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 특별한 구조로 이루어져 있으며, 도선을 통하여 흐르는 전자는 전기에너지가 되어서 우리생활에 유용하게 사용되고 있다.
오늘날의 전지기술은 1860년 축전지의 등장 이래 100년 이상 개량을 거듭하여 고출력화, 고성능화, 경량화, 소형화, 신뢰성 향상 등에 대한 연구개발이 진행되어서 그 기술이 크게 진보되어 왔다. 최근 전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 고에너지 밀도를 갖는 리튬 이온 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 리튬 이온 전지는, 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 재료로 제작되어 상호 교번으로 적층되는 음극판 및 양극판과, 상기 양극판과 음극판이 직접 접촉되지 아니하도록 상기 양극판과 음극판 사이에 삽입되는 분리막과, 상기 음극판, 양극판, 분리막(separator) 적층부재가 내부로 인입되는 케이스와, 상기 케이스 내부로 주입되는 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 포함하여 구성된다. 따라서 리튬 이온 전지는, 리튬 이온이 상기 양극판 및 음극판에서 삽입 및 탈리될 때의 산화, 환원 반응에 의하여 전기적 에너지를 생성하도록 구성된다. 이러한 리튬 이온 전지는 소용량의 핸드폰 밧데리로부터 대용량의 전기자동차용 밧데리에 이르기까지 다양하게 사용되고 있으며, 현재 시중에 일반적으로 유통되는 전극집전체의 면적도 1 내지 70㎠에 이르기까지 다양한 규격으로 제작되고 있다.
한편, 분리막을 사이에 두면서 음극판과 양극판을 적층시키는 방법으로는 여러 종류의 방법이 현재까지 제안 및 활용되고 있는데, 근래 들어서는 분리막을 사이에 두고 한 쌍의 음극판과 양극판을 적층시킨 단위 적층체를 먼저 제작한 후, 상기 단위 적층체를 또 다른 단위 적층체 상에 적층시키는 방법이 많이 활용되고 있는 실정이다.
전극을 적층하기 위해서는 분리막에 여러 개의 전극을 공급해야 하는데, 이를 위해 반복적으로 전극 공급 공정을 수행해야 하고 이로 인해 생산 수율이 저하되는 문제가 있다.
특히, 소형 폴리머 이차전지의 경우에는 전극의 크기가 작기 때문에 자동화 공정을 이용하여 전극을 공급하는데 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 다수개의 전극을 동시에 분리막에 공급할 수 있는 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치를 제공한다.
본 발명은 전극의 크기가 작은 경우에도 다수개의 전극을 자동적으로 공급할 수 있는 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치를 제공한다.
본 발명은 다수개의 전극이 적층된 상태로 수용되는 전극 매거진을 이용함으로써 전극 공급의 효율을 향상시킬 수 있는 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치를 제공한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치는 제1전극 및 제2전극의 사이에 제공되는 분리막의 이송방향에 대해 일측에 형성되고 상기 제1전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 일면에 공급하는 제1전극 공급부 및 상기 분리막의 이송방향에 대해 상기 제1전극 공급부와 동일한 일측에 형성되고 상기 제2전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 타면에 공급하는 제2전극 공급부를 포함하며, 상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 상기 분리막의 이송방향과 교차하는 방향으로 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 공급할 수 있다.
상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 동일한 개수의 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 공급할 수 있다.
상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 각각 공급되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 개수와 동일한 개수로 형성된 진공흡착 부재 및 상기 분리막의 이송방향과 교차하는 방향으로 형성되어 상기 진공흡착 부재를 상기 분리막을 향하여 전후 방향으로 움직이게 하는 가이드 레일을 각각 포함할 수 있다.
상기 진공흡착 부재는 상기 분리막의 이송 방향과 나란한 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 상기 진공흡착 부재의 하부에 형성되며, 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 각각 다수개 적층되는 제1전극 매거진 및 제2전극 매거진이 놓여지는 매거진 거치부를 각각 포함할 수 있다.
상기 매거진 거치부의 바닥면에는 상기 전극 매거진을 상기 매거진 거치부의 바닥면에 부착시키기 위한 다수개의 자석이 형성될 수 있다.
상기 진공흡착 부재는 상기 전극 매거진 또는 상기 매거진 거치부의 바닥면을 향해 승강할 수 있다.
상기 진공흡착 부재는 상기 전극 매거진에 적층된 전극 중 최상부에 있는 전극을 누른 상태로 흡착하도록 상기 진공흡착 부재의 승강 방향을 따라 압축되는 코일 스프링을 포함할 수 있다.
상기 제1전극 매거진 및 상기 제2전극 매거진은 상기 매거진 거치부에 놓인 상태에서 상단이 상기 매거진 거치부의 상단 보다 상부로 돌출될 수 있다.
상기 제1전극 매거진 및 상기 제2전극 매거진은 상기 진공흡착 부재의 승강 방향을 따라 상기 진공흡착 부재와 동일한 개수로 형성된 전극 수용부를 포함할 수 있다.
상기 전극 수용부는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 몸체부가 수용되는 메인 수용부 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 탭이 수용되는 탭 수용부를 포함하며, 상기 탭 수용부는 상기 전극 매거진의 외부와 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 탭 수용부는 상기 메인 수용부의 전면 또는 후면 중 적어도 하나와 연통되도록 형성될 수 있다.
상기 탭 수용부가 상기 메인 수용부의 전면 및 후면 모두에 형성되는 경우 상기 탭 수용부는 상기 메인 수용부의 대각선 방향으로 대칭 형성될 수 있다.
상기 매거진 거치부는 상기 바닥면에 대해서 수직으로 형성되며, 상기 전극 매거진의 탈착을 안내하고 지지하는 지지벽면을 포함할 수 있다.
상기 지지벽면은 상기 바닥면 중에서 상기 분리막에 근접한 일측에만 형성될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치는 다수개의 전극을 동시에 분리막에 공급할 수 있기 때문에 생산성을 높일 수 있다.
본 발명은 전극의 크기가 작은 경우에도 다수개의 전극을 자동적으로 공급할 수 있기 때문에 전극의 크기에 구애 받지 않고 다양한 제품에 적용할 수 있다.
본 발명은 다수개의 전극이 적층된 상태로 수용되는 전극 매거진을 이용하여 전극을 공급하기 때문에 하나의 전극 매거진을 장시간 동안 사용할 수 있으며 전극 매거진의 교체 회수를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 폴리머 이차전지의 제조 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 시스템의 전극 공급부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 진공흡착 부재 및 매거진 거치부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 매거진 거치부에 전극 매거진이 놓인 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 전극 매거진을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 전극 매거진을 도시한 평면도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 폴리머 이차전지의 제조 시스템을 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 시스템의 전극 공급부를 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 진공흡착 부재 및 매거진 거치부를 도시한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 매거진 거치부에 전극 매거진이 놓인 상태를 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 전극 매거진을 도시한 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급부의 전극 매거진을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)은 권선된 분리막(SP)을 상하 방향으로 공급하며 분리막(SP)의 장력을 유지하는 복수개의 텐션 롤러(102)를 구비한 분리막 공급부(101)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)의 분리막 공급부(101)는 수직 방향으로 설치되고 일정한 면적을 가지는 평평한 형상의 지지플레이트(104)의 전면부에 회전 가능하게 설치된 권선 롤러(103)에 감긴 분리막(SP)을 상하 방향 또는 수직 방향으로 공급할 수 있다. 권선 롤러(103)에서 풀린 분리막(SP)은 지지플레이트(104)에 복수개 설치된 텐션롤러(102)에 의해 팽팽한 상태가 유지된 상태로 공급 방향이 바뀌면서 상하 방향으로 공급될 수 있다. 분리막(SP)은 그 양면에 양극 전극판 및 음극 전극판이 각각 부착되는 부분으로서 소형 폴리머 이차전지 전극조립체의 핵심 부분이라 할 수 있다.
분리막 공급부(101)에 의해서 권선 상태에서 공급되는 분리막(SP)은 지지플레이트(104)의 하부에 수평 방향으로 제공된 컨베이어 이송부(105)에 의해서 수평 방향으로 이송될 수 있다. 컨베이어 이송부(105)는 일정한 면적을 가지면서 수평으로 설치된 지지프레임(F) 상에 설치되어 있다. 지지프레임(F)은 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)의 각종 부품들이 설치되는 부분이며, 작업자가 작업을 하는데 필요한 공구 등도 거치할 수 있다.
컨베이어 이송부(105)는 지지프레임(F)의 상면에 수평방향으로 제공되어 분리막(SP) 및 분리막(SP)의 상하면에 각각 접착된 상태로 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)을 이송할 수 있다.
여기서, 컨베이어 이송부(105)는 스틸 컨베이어 벨트(steel conveyor belt, 106) 및 스틸 컨베이어 벨트(106)의 양단을 지지하며 스틸 컨베이어 벨트(106)를 순환 구동시키는 구동 롤러(107)를 포함할 수 있다. 스틸 컨베이어 벨트(106)는 금속 재질로 형성되기 때문에 장시간 사용하더라도 분리막(SP)과의 접촉으로 인한 마모가 발생할 가능성이 낮고 파손의 우려가 적기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있다. 스틸 컨베이어 벨트(106)를 순환 구동시키는 구동 롤러(107)와 스틸 컨베이어 벨트(106) 사이의 정확한 구동력 전달을 위해 구동 롤러(107)와 스틸 컨베이어 벨트(106)의 접촉면에는 일정한 마찰력이 유지되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 구동 롤러(107)의 둘레에 미세한 기어치(미도시)를 형성하고 스틸 컨베이어 벨트(106)의 접촉면에는 상기 기어치와 맞물리는 기어홈(미도시)을 형성할 수도 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 지지플레이트(104)의 좌측단 하부측 및 중앙부 하단에는 분리막(SP)의 하면 및 상면에 접착제를 공급하는 본딩공급부(120)가 형성될 수 있다. 즉, 지지플레이트(104)의 좌측단 하부에는 제1본딩 공급부(121)가 제공되어 좌우 방향으로 제1접착제(B1)를 분사하여 분리막(SP)의 하면에 제1접착제(B1)가 묻게 하며, 지지플레이트(104)의 중앙부 하단에는 제2본딩 공급부(126)가 제공되어 상하 방향으로 제2접착제(B2)를 분사하여 분리막(SP)의 상면에 제2접착제(B2)가 묻게 한다.
여기서, 본딩 공급부(120)는 컨베이어 이송부(105)의 상면에 공급된 제1전극(E1)이 분리막(SP)의 하면에 접착되도록 분리막(SP)의 하면에 일정한 간격으로 제1접착제(B1)를 공급하는 제1본딩 공급부(121) 및 제2전극(E2)이 분리막(SP)의 상면에 접착되도록 제1본딩 공급부(121)의 접착제 공급방향과 교차하는 방향으로 분리막(SP)의 상면에 일정한 간격으로 제2접착제(B2)를 공급하는 제2본딩 공급부(126)를 포함할 수 있다.
분리막(SP)의 하면 및 상면에 각각 부착되는 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)은 각각 분리막(SP)에 대해서 서로 마주보는 동일한 위치에 부착 내지 접착되어야 하기 때문에, 제1본딩 공급부(121) 및 제2본딩 공급부(126)는 동일한 간격으로 각각 제1접착제(B1) 및 제2접착제(B2)를 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1본딩 공급부(121) 및 제2본딩 공급부(126)에서 공급되는 제1 및 제2접착제(B1,B2)는 대략 점(spot) 형태로 분리막(SP)의 하면 및 상면에 각각 묻을 수 있으면 충분하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어 이송부(105)의 좌측 일정 부분에 다수개의 제1전극(E1)을 동시에 공급하는 제1전극 공급부(110)는 컨베이어 이송부(105) 또는 분리막(SP)의 이송방향에 대해 일측에 제공될 수 있다. 제1전극 공급부(110)는 제1전극(E1)을 컨베이어 이송부(105) 또는 스틸 컨베이어 벨트(106)의 상면에 공급할 수 있다. 또한, 제2전극 공급부(130)는 분리막(SP)의 이송방향 또는 컨베이어 이송부(105)의 구동 방향을 따라 제1전극 공급부(110)의 일측에 제공되며, 분리막(SP)의 상면에 제2전극(E2)을 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)의 전극 공급장치는 분리막(SP)의 이송방향을 따라 나란하게 제공되는 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)를 포함하며, 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)는 각각 다수개의 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)을 동시에 공급하고, 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)가 공급하는 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)의 개수는 동일하게 형성될 수 있다.
제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)는 분리막(SP)의 이송방향 또는 컨베이어 이송부(105)의 구동 방향을 따라서 동일한 일측에 배치되는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)는 분리막(SP)의 이송 방향을 따라 나란하게 제공되며, 컨베이어 이송부(105)에 대해 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)는 동일한 일측에 형성될 수 있다.
이와 같이, 분리막(SP)은 상하 방향으로 공급되고 전극(E1,E2)은 분리막(SP)의 공급 방향과 교차되도록 전후 방향 또는 수평 방향으로 공급되게 장치를 구성함으로써, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)의 전체 크기를 작게 할 수 있고 장치 설치에 필요한 공간을 최소화할 수도 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1전극 공급부(110) 및 제2전극 공급부(130)는 각각 공급되는 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)의 개수와 동일한 개수로 형성된 진공 흡착부재(111,131) 및 컨베이어 이송부(105)와 교차하는 방향으로 형성되어 진공 흡착부재(111,131)를 컨베이어 이송부(105) 또는 컨베이어 이송부(105) 상에서 이송되는 분리막(SP)를 향하여 전후 방향으로 움직이게 하는 가이드 레일(112,132)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1전극 공급부(110)와 제2전극 공급부(130)의 구성은 동일하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도면을 참조하면서 도시된 제1전극 공급부(110) 또는 제2전극 공급부(130)에 대해서 공통적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 진공흡착 부재(111,131)는 공급하고자 하는 전극의 개수와 동일한 개수로 형성되며, 상하 방향으로 승강할 수 있는 구조를 가지는 것이 바람직하다. 진공흡착 부재(111,131)의 상단부는 각각 진공을 형성하거나 흡입을 위한 튜브(미도시)와 연결될 수 있다.
특히, 도 3을 참조하면 진공흡착 부재(111,131)는 분리막(SP)의 이송 방향과 나란하게 배열되며, 진공흡착 부재(111,131) 사이의 간격은 제1전극 공급부(110)와 제2전극 공급부(130)가 동일하다.
또한, 진공 흡착부재(111,131)의 하부에는 다수개의 전극이 적층되는 전극 매거진(161,166, 도 4 참조)을 놓기 위한 매거진 거치부(113,133)가 형성될 수 있다. 매거진 거치부(113,133)는 지지프레임(F)의 상면에 고정 설치되며, 장착 및 탈착 가능한 전극 매거진(161,166)이 설치되는 부분으로, 전극 매거진(161,166)의 장착 및 탈착 과정을 안내하고 장착된 전극 매거진(161,166)의 장착 상태를 안정적으로 지지해 줄 수 있다. 이를 위해, 매거진 거치부(113,133)는 전극 매거진(161,166)의 하면을 접촉 지지하는 바닥면(117,137) 및 바닥면(117,137)에 대해서 수직으로 형성되며 전극 매거진(161,166)의 장착 및 탈착을 안내하고 지지하는 지지벽면(116,136)을 포함할 수 있다. 매거진 거치부(113,133)의 지지벽면(116,136)은 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)의 전면에서 보았을 대 후측에 형성될 수 있다. 즉, 지지벽면(116,136)은 바닥면(117,137) 중에서 분리막(SP) 또는 컨베이어 이송부(105)에 근접한 일측에만 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써, 지지벽면(116,136)은 전극 매거진(161,166)의 후면을 접촉 지지할 수 있다. 여기서, 재료비 절감을 위해 도 3에 도시된 바와 같이 지지벽면(116,136)에 구멍을 형성할 수도 있다.
또한, 매거진 거치부(113,133)의 바닥면(117,137)에는 금속 재질로 형성된 전극 매거진(161,166)이 매거진 거치부(113,133)에 안정적으로 놓일 수 있도록 다수개의 자석(114,134)이 형성될 수 있다. 도 3을 참조하면, 매거진 거치부(113,133)의 바닥면(117,137)에 형성된 다수개의 자석(114,134)은 바닥면(117,137)의 전체에 걸쳐서 일정한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 진공흡착 부재(111,131)는 컨베이어 이송부(105)의 일측에 설치된 매거진 거치부(113,133)에 놓인 전극 매거진(161,166)에 적층된 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)을 흡착하기 위해 하강하며 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)을 흡착한 한 후에는 상승할 수 있다. 이와 같이, 진공흡착 부재(111,131)는 전극 매거진(161,166) 또는 매거진 거치부(113,133)의 바닥면(117,137)을 향해 승강 운동할 수 있다.
또한, 진공흡착 부재(111,131)는 전극 매거진(161,166)에 적층된 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2) 중 최상단에 있는 전극을 누른 상태로 흡착할 수 있는데, 이를 위해 진공흡착 부재(111,131)의 승강 방향을 따라 압축되는 코일 스프링(115,135)이 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 코일 스프링(115,135)은 진공흡착 부재(111,131)의 상단을 지지하도록 제공되며, 코일 스프링(115,135)의 내부에는 코일 스프링(115,135)의 압축 및 복원을 안내하는 가이드 로드(118,138)가 제공될 수 있다.
여기서, 진공흡착 부재(111,131)는 그 하부에 형성된 고무 재질의 흡착부(119,139)를 포함할 수 있다. 흡착부(119,139)는 직접 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)과 접촉하는 부분이며, 접촉시 전극의 손상을 방지하기 위해 고무 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
진공흡착 부재(111,131)는 제1전극을 흡착한 상태에서 컨베이어 이송부(105) 쪽으로 움직여야 하는데, 이를 위해 가이드 레일(112,132)이 제공될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2전극 공급부(130)의 가이드 레일(132)이 도시되어 있는데, 가이드 레일(132)은 컨베이어 이송부(105)까지 연결되어 있으며 컨베이어 이송부(105)와 대략 수직이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성된 가이드 레일(132) 상에서 진공흡착 부재(131)가 전후방향으로 직선운동을 함으로써 제2전극을 컨베이어 이송부(105)에 공급할 수 있다. 가이드 레일(132)을 따라 컨베이어 이송부(105)의 상부까지 이동한 진공흡착 부재(131)는 하강하여 제2전극을 컨베이어 이송부(105) 상의 분리막(SP)에 놓은 후 진공을 해제하게 된다.
도 4에는 전극 공급장치의 매거진 거치부(113,133)에 전극 매거진(161,166)이 장착된 상태가 도시되어 있다. 전극 매거진(161,166)은 매거진 거치부(113,133)에 장착된 상태에서 전극 매거진(161,166)의 상단은 매거진 거치부(113,133)의 상단 보다 위쪽으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 장착된 상태에서 전극 매거진(161,166)의 상단이 매거진 거치부(113,133) 보다 높게 형성되기 때문에 전극 매거진(161,166)의 탈착하고자 할 때 돌출된 상부를 파지함으로써 쉽게 탈착할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 전극 매거진의 구조에 대해서 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 전극 매거진(161,166)은 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)이 다수개 적층되는 공간을 구비한 것으로서, 제1전극 매거진(161) 및 제2전극 매거진(166)으로 구분할 수 있다. 제1전극 매거진(161)과 제2전극 매거진(166)의 세부 구성은 동일하기 때문에, 이하에서는 설명의 편의를 위해 전극 매거진(161,166)으로 통칭하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전극 매거진(161,166)은 다수개의 전극을 공급하기 위한 것으로 진공흡착 부재(111,131)와 동일한 개수로 형성된 전극 수용부(162,167)을 구비할 수 있다. 전극 수용부(162,167)는 진공흡착 부재(111,131)의 승강 방향을 따라 전극 매거진(161,166)의 내부에 형성될 수 있다. 전극 수용부(162,167)는 진공흡착 부재(111,131)의 배열 방향과 일치하도록 다수개가 배열되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전극 수용부(162,167)는 전극 매거진(161,166)의 전면 및 후면과 연통되도록 형성될 수 있다. 각각의 전극 수용부(162,167)에는 다수개의 전극이 적층된 상태로 제공될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 전극 수용부(162,167)는 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)의 몸체부가 수용되는 메인 수용부(162a,167a) 및 제1전극(E1) 또는 제2전극(E2)의 탭(미도시)이 수용되는 탭 수용부(162b,167b)를 포함할 수 있다. 메인 수용부(162a,167a)는 전극(E1,E2) 중 활물질이 포함되고 전기적 반응을 일으키는 대략 사각형 모양을 가지는 몸체부가 수용되는 부분으로, 몸체부와 동일한 사각형 모양으로 형성되는 것이 바람직하다.
탭 수용부(162b,167b)는 전극의 몸체부에 형성된 탭 또는 단자가 수용되는 부분이며, 전극 매거진(161,166)의 외부와 연통되도록 형성될 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 탭 수용부(162b,167b)가 외부와 연통되지 않도록 즉, 소정의 홈 형태로 형성될 수도 있다.
여기서, 탭 수용부(162b,167)는 메인 수용부(162a,167a)의 전면 또는 후면 중 적어도 하나와 연통되도록 형성될 수 있다.
전극(E1,E2)에 형성된 탭은 몸체부의 중심을 기준으로 어느 일측에 치우치도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1전극(E1)의 탭과 제2전극(E2)의 탭은 서로 반대측에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급장치의 전극 매거진(161,166)은 하나의 전극 매거진으로 제1전극(E1) 및 제2전극(E2)에 공용으로 사용할 수 있도록 탭 수용부(162b,167b)가 메인 수용부(162a,167a)의 전면 및 후면에 모두 형성될 수 있다. 여기서, 탭 수용부(162b,167b)가 메인 수용부(162a,167a)의 전면 및 후면 모두에 형성되는 경우에는 탭 수용부(162b,167b)는 메인 수용부(162a,167a)의 대각선 방향으로 대칭 형성될 수 있다. 왜냐하면, 제1전극(E1)의 탭과 제2전극(E2)의 탭이 반대측에 형성되기 때문에 하나의 전극 매거진을 이용하여 제1전극 및 제2전극을 모두 수용하기 위해서는 탭 수용부(162b,167b)가 대각선 방향으로 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 공급장치의 작동에 대해서 설명한다.
우선 작업자가 제1전극 매거진(161)의 전극 수용부(162)에 제1전극(E1)을 다수개 적층하고, 마찬가지로 제2전극 매거진(166)의 전극 수용부(167)는 제2전극(E2)을 다수개 적층한다. 모든 전극 수용부(162,167)에 전극이 모두 채워지면, 전극 매거진(161,166)을 매거진 거치부(113,133)에 놓는다.
전극 매거진(161,166)의 장착이 완료되면, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템(100)을 작동시킨다. 그러면, 전극 공급장치의 진공흡착 부재(111,131)가 가이드 레일(112,132) 상에서 움직이고, 각각의 진공흡착 부재(111,131)가 전극 매거진(161,166)의 전극 수용부(162,167) 위에 위치치할 때까지 진공흡착 부재(111,131)는 움직인다. 전극 수용부(162,167) 상에 위치하면, 이 상태에서 진공흡착 부재(111,131)는 하강하여 흡착부(119,139)가 전극 수용부(162,167)의 가장 상부에 있는 전극과 접촉하게 되어 전극을 1장씩 흡착하게 되며, 이 상태에서 진공흡착 부재(111,131)는 상승한다.
진공흡착 부재(111,131)는 전극을 흡착한 상태에서 다시 가이드 레일(112,132)을 따라 움직여서 컨베이어 이송부(105) 또는 분리막(SP) 상부까지 이동하게 되고, 이 상태에서 진공흡착 부재(111,131)는 하강하여 전극을 공급하게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템
105: 컨베이어 이송부 110: 제1전극 공급부
130: 제2전극 공급부 111,131: 진공흡착 부재
112,132: 가이드 레일 113,133: 매거진 거치부
114,134: 자석 115,135: 코일 스프링
161,166: 전극 매거진 162,167: 전극 수용부
162a,167b: 메인 수용부 162b,167b: 탭 수용부
E1: 제1전극 E2: 제2전극

Claims (15)

  1. 제1전극 및 제2전극의 사이에 제공되는 분리막의 이송방향에 대해 일측에 형성되고, 상기 제1전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 일면에 공급하는 제1전극 공급부; 및
    상기 분리막의 이송방향에 대해 상기 제1전극 공급부와 동일한 일측에 형성되고, 상기 제2전극을 상기 분리막의 상면 또는 하면 중 타면에 공급하는 제2전극 공급부;를 포함하며,
    상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 상기 분리막의 이송방향과 교차하는 방향으로 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 공급하고,
    상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 각각 공급되는 상기 제1전극 및 상기 제2전극의 개수와 동일한 개수로 형성된 진공흡착 부재, 상기 분리막의 이송방향과 교차하는 방향으로 형성되어 상기 진공흡착 부재를 상기 분리막을 향하여 전후 방향으로 움직이게 하는 가이드 레일 및 상기 진공흡착 부재의 하부에 형성되며 상기 제1전극 및 상기 제2전극이 각각 다수개 적층되는 제1전극 매거진 및 제2전극 매거진이 놓여지는 매거진 거치부를 각각 포함하며,
    상기 매거진 거치부의 바닥면에는 상기 전극 매거진을 상기 매거진 거치부의 바닥면에 부착시키기 위한 다수개의 자석이 형성되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극 공급부 및 상기 제2전극 공급부는 동일한 개수의 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 공급하는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 진공흡착 부재는 상기 분리막의 이송 방향과 나란한 방향으로 배열되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 진공흡착 부재는 상기 전극 매거진 또는 상기 매거진 거치부의 바닥면을 향해 승강하는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 진공흡착 부재는 상기 전극 매거진에 적층된 전극 중 최상부에 있는 전극을 누른 상태로 흡착하도록 상기 진공흡착 부재의 승강 방향을 따라 압축되는 코일 스프링을 포함하는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1전극 매거진 및 상기 제2전극 매거진은 상기 매거진 거치부에 놓인 상태에서 상단이 상기 매거진 거치부의 상단 보다 상부로 돌출되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제1전극 매거진 및 상기 제2전극 매거진은 상기 진공흡착 부재의 승강 방향을 따라 상기 진공흡착 부재와 동일한 개수로 형성된 전극 수용부를 포함하는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극 수용부는,
    상기 제1전극 및 상기 제2전극의 몸체부가 수용되는 메인 수용부; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극의 탭이 수용되는 탭 수용부;를 포함하며,
    상기 탭 수용부는 상기 전극 매거진의 외부와 연통되도록 형성되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 탭 수용부는 상기 메인 수용부의 전면 또는 후면 중 적어도 하나와 연통되도록 형성되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 탭 수용부가 상기 메인 수용부의 전면 및 후면 모두에 형성되는 경우 상기 탭 수용부는 상기 메인 수용부의 대각선 방향으로 대칭 형성되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 매거진 거치부는 상기 바닥면에 대해서 수직으로 형성되며, 상기 전극 매거진의 탈착을 안내하고 지지하는 지지벽면을 포함하는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지지벽면은 상기 바닥면 중에서 상기 분리막에 근접한 일측에만 형성되는, 소형 폴리머 이차전지 제조 시스템의 전극 공급장치.
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