KR101750602B1

KR101750602B1 - 전극 절단장치

Info

Publication number: KR101750602B1
Application number: KR1020140147240A
Authority: KR
Inventors: 오영래; 이상돈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2017-06-23
Also published as: KR20160049714A

Abstract

본 발명은 시트형 전극을 절단하는 전극 절단장치에 관한 것으로, 상기 시트형 전극의 하부에 마련되고, 제1 칼날이 구비되는 제1 커터부재; 상기 시트형 전극의 상부에 상기 제1 커터부재를 향해 이동 가능하게 마련되고, 상기 제1 칼날에 일단이 밀착되는 제2 칼날이 구비되며, 상기 제1 칼날과 제2 칼날이 교차하면서 상기 시트형 전극을 절단하는 제2 칼날이 구비된 제2 커터부재; 상기 제2 커터부재의 직선 이동을 안내하여 상기 제2 칼날의 일단을 상기 제1 칼날의 일단에 면밀착시키는 가이드부재; 및 상기 제2 커터부재를 가압하여 상기 제2 칼날과 상기 제1 칼날의 면밀착상태를 유지시키는 가압부재를 포함한다.

Description

전극 절단장치{ELECTRODE CUTTING APPARATUS}

본 발명은 전극 절단장치에 관한 것으로서, 특히 전극을 절단하는 제1 및 제2 커터부재의 각도 및 면압을 항상 일정하게 유지시키는 전극 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 셀루라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

이러한 이차전지는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되는 형태로 제조되며, 특히 젤리-롤형 전극조립체는 양극시트, 음극시트 및 양극 및 음극시트 사이를 절연하는 2매의 세퍼레이터가 적층된 상태로 권취하여 형성한다.

한편, 상기 양극시트 및 음극시트는 전지케이스에 내장되기 전에 전극 절단장치에 의해 절단된다.

특허등록번호 제10-0472510호

종래기술에 따른 전극 절단장치는 시트형 전극의 상부와 하부에 각각 구비되는 상부 및 하부 커터를 교차시키면서 시트형 전극을 절단한다.

그러나 종래기술에 따른 전극 절단장치는 장시간 사용시 상부 커터 또는 하부 커터가 기울어지는 문제가 발생하며, 이에 상부 및 하부 커터의 기울기로 인해 시트형 전극의 절단면이 불규칙적으로 발생하고, 동일한 품질로 시트형 전극을 절단할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시트형 전극을 절단하는 제1 및 제2 커터를 밀착되게 가압함과 동시에 면압을 일정하게 조정하여 제1 및 제2 커터의 기울어짐을 방지하고, 이에 동일한 품질로 시트형 전극을 절단하는 전극 절단장치를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 시트형 전극을 절단하는 전극 절단장치는 상기 시트형 전극의 하부에 마련되고, 제1 칼날이 구비되는 제1 커터부재; 상기 시트형 전극의 상부에 상기 제1 커터부재를 향해 이동 가능하게 마련되고, 상기 제1 칼날과 교차하면서 상기 시트형 전극을 절단하는 제2 칼날이 구비되되는 제2 커터부재; 상기 제2 커터부재의 직선 이동을 안내하여 상기 제2 칼날의 일단을 상기 제1 칼날의 일단에 면밀착시키는 가이드부재; 및 상기 제2 커터부재를 가압하여 상기 제2 칼날과 상기 제1 칼날의 면밀착상태를 유지시키는 가압부재를 포함할 수 있다.

상기 가압부재는 공압 실린더로 마련되어, 공급되는 공압에 의해 제2 커터부재를 가압할 수 있다.

상기 공압 실린더인 가압부재는 공압 공급시 인출되는 피스톤의 선단이 상기 제2 커터부재에 고정될 수 있다. 즉, 피스톤에 의해 제2 커터부재를 가압하거나 또는 원위치로 이동시킬 수 있으며, 특히 안정적으로 제2 커터부재를 가압할 수 있다.

상기 가압부재로 공급되는 공압을 조절하여 상기 제2 커터부재의 가압력을 제어함에 따라 상기 제1 칼날과 상기 제2 칼날의 면압을 조절하는 레귤레이터가 더 포함될 수 있다.

상기 가이드부재는 가이드본체와, 상기 가이드 본체에 구비되고, 상기 제2 커터부재의 일측과 타측이 각각 연결되어 상기 제2 커터부재의 직선 이동을 안내하는 적어도 2개 이상의 가이드봉을 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는 상기 가압부재로부터 가해지는 압력이 해제되면 상기 제2 커터부재가 원위치로 복귀할 수 있도록 상기 가이드본체와 제2 커터부재 사이의 가이드봉에 구비되는 스프링을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 시트형 전극을 절단하는 제1 및 제2 커터부재의 면압을 조정함에 따라 제1 및 제2 커터부재의 기울어짐을 방지하고, 이에 동일한 품질로 시트형 전극을 절단할 수 있다.

즉, 가압부재로 제2 커터부재를 가압하면, 제2 커터부재가 가이드부재의 안내에 의해 직선 이동하면서 제2 칼날의 일단을 상기 제1 칼날의 일단에 면밀착시킬 수 있으며, 특히 제1 및 제2 칼날의 면밀착상태를 유지시킬 수 있어, 제1 및 제2 칼날의 기울어짐을 방지하고, 동일한 품질의 절단면을 얻을 수 있다.

또한, 가압부재는 공압 실린더로 마련되어, 제2 커터부재를 보다 안정적으로 가압할 수 있으며, 특히 공급되는 공압의 조절로 인해 제2 커터부재의 가압력을 제어하여 제1 및 제2 칼날의 면압력을 조절할 수 있다.

또한, 제1 칼날과 상기 제2 칼날의 면압을 조절하는 레귤레이터가 더 포함하여 가압부재로 공급되는 공압을 미세하게 조절할 수 있고, 이에 상기 제1 칼날과 상기 제2 칼날의 면압을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전극 절단장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 전극 절단장치를 도시한 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 전극 절단장치의 면압 조정 전 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전극 절단장치의 면압 조정 후 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 따른 전극 절단장치는 시트형 전극을 절단하는 제1 및 제2 커터부재의 기울어짐을 방지하는 한편, 면압을 조정하여 항상 동일한 품질의 절단면을 얻을 수 있는 구조를 가진다.

일례로, 본 발명에 따른 전극 절단장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 시트형 전극을 폭 방향으로 절단하기 위한 것으로, 제1 커터부재(110), 제2 커터부재(120), 가이드부재(130) 및 가압부재(140)를 포함한다. 여기서 레귤레이터(150)를 더 포함할 수 있다.

제1 커터부재(110)는 시트형 전극(10)의 하부에 마련되고, 상면에 시트형 전극(10)을 절단하는 제1 칼날(111)이 구비되며, 제1 칼날(111)의 절단면(도 1에서 보았을 때 시트형 전극(10)을 향하는 상면)은 일단에서 타단으로 갈수록 점차 하향으로 경사진 경사면으로 형성된다.

여기서 제1 칼날(111)은 제1 커터부재(110)로부터 착탈이 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 제1 칼날(111)은 다수개의 볼트(112)를 통해 제1 커터부재(110)로부터 결합되거나 또는 분리되며, 이에 사용에 의한 제1 칼날(111)의 마모시 새로운 칼날로 간편하게 교체할 수 있다.

제2 커터부재(120)는 시트형 전극(10)의 상부에서 제1 커터부재(110)를 향해 이동 가능하게 마련되고, 하면에 제1 칼날(111)에 일단이 밀착되는 제2 칼날(121)이 구비되며, 제2 칼날(110)의 절단면(도 1에서 보았을 때 시트형 전극을 향하는 저면)은 일단에서 타단으로 갈수록 점차 상향으로 경사진 경사면으로 형성된다.

즉, 제2 커터부재(120)는 제2 칼날(121)의 일단이 제1 칼날(111)의 일단에 밀착된 상태에서 제1 커터부재(110)를 향해 이동하면, 제2 칼날(121)이 제1 칼날(111)에 교차되면서 제1 및 제2 칼날(111)(121) 사이에 위치한 시트형 전극(10)을 절단한다.

한편 제2 칼날(121)은 제2 커터부재(120)로부터 착탈이 가능하게 구비될 수 있다. 즉, 제2 칼날(121)은 다수개의 볼트를 통해 제2 커터부재(120)로부터 결합되거나 또는 분리되며, 이에 사용에 의한 제2 칼날(121)의 마모시 새로운 칼날로 간편하게 교체할 수 있다.

여기서 제2 커터부재(120)의 하향 이동시 발생하는 진동 또는 시트형 전극(10) 절단시 발생하는 저항력에 의해 제2 칼날(121)이 제1 칼날(111)로부터 이격되는, 즉 기울어지는 문제가 발생한다. 다시 말해 제1 커터부재(110)와 나란하게 구비된 제2 커터부재(120)가 기울어지는 문제가 발생한다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 전극 절단장치(100)는 가이드부재(130), 가압부재(140) 및 레귤레이터(150)를 통해 제2 커터부재(120)의 기울어는 문제를 해결하고, 특히 제1 칼날(111)과 제2 칼날(121)의 면압을 일정하게 유지시켜 동일한 품질의 절단면을 얻을 수 있다.

가이드부재(130)는 제2 커터부재(120)의 직선 이동을 안내하여 제2 칼날(121)의 일단을 제1 칼날(111)의 일단에 면밀착시킨다. 다시 말해, 제2 커터부재를 기울어지지 않게 직선(도 1에서 보았을 때 좌측방향)으로 안내한다.

즉, 가이드부재(130)는 가이드본체(131)와, 가이드 본체(131)에 제2 커터부재(120)의 하향 이동방향과 직교되는 방향으로 연장되, 제2 커터부재(120)의 일측과 타측이 각각 연결되어 제2 커터부재(120)의 직선 이동(도 1에서 보았을 때 좌우방향 이동)을 안내하는 가이드봉(132)을 포함한다.

이와 같은 가이드부재(130)는 가이드봉(132)을 따라 제2 커터부재(120)가 직선 이동함으로써 제2 커터부재(120)의 기울어짐을 방지하여 항상 제2 칼날(121)을 제1 칼날에 면밀착시킬 수 있으며, 이에 시트형 전극(10) 절단시 항상 동일한 절단품질을 얻을 수 있다.

가압부재(140)는 제2 칼날(121) 일단과 제1 칼날(111) 일단의 면압을 조절하기 위한 것으로, 제2 커터부재(120)를 도 1에서 보았을 때 제1 커터부재(110)가 위치한 좌측방향으로 가압하며, 이에 제2 칼날(121)과 제1 칼날(111)은 면밀착상태를 유지한다.

이와 같은 가압부재(140)는 제2 칼날(121)과 제1 칼날(111)이 이격되는 것을 방지하는 한편, 항상 면밀착된 상태를 유지시킴으로써 시트형 전극(10) 절단시 항상 동일한 절단품질을 얻을 수 있다.

한편, 가압부재(140)는 공압 실린더로 마련되어, 공급되는 공압에 의해 제2 커터부재(120)를 가압한다. 즉, 공압 실린더의 사용으로 제2 커터부재(120)를 안정적으로 가압할 수 있으며, 특히 공급되는 공압을 제어하면 제2 칼날(121)과 제1 칼날(111)의 면압을 조절할 수 있다.

한편, 공압 실린더인 가압부재(140)는 공압 공급시 인출되는 피스톤(141)의 선단이 제2 커터부재(120)에 고정되며, 이에 공압의 공급 또는 인출시에 따라 피스톤(141)이 이동하면서 제2 커터부재(120)의 이동 범위를 정확하고 안정적으로 조절할 수 있다.

레귤레이터(150)는 가압부재(140)로 공급되는 공압을 미세하게 조절하며, 이에 가압부재(140)를 통한 제2 터커부재(120)의 가압력을 미세하게 조절하여 제2 칼날(121)과 제1 칼날(111)의 면압을 미세하게 조절한다.

한편, 가이드부재(130)는 가이드본체(131)와 제2 커터부재(120) 사이의 가이드봉(132)에 스프링(133)을 더 포함하며, 스프링(133)은 가압부재(140)로부터 가해지는 압력이 해제되면 제2 커터부재(120)를 원위치로 복귀시킨다. 특히 스프링(133)은 제2 커터부재(120)의 이동시 탄성력으로 지지함에 따라 제2 커터부재(120)의 급격한 이동 및 충격에 의한 소음발생을 방지한다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 전극 절단장치(100)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 전극 절단장치(100)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 및 제2 커터부재(110)(120)의 제1 및 제2 칼날(111))(121) 사이로 시트형 전극(10)이 통과하는 한편, 시트형 전극(10)이 소정 길이 통과하면 제2 커터부재(120)가 하향으로 이동하며, 이에 제1 및 제2 칼날(111)(121)이 교차되면서 시트형 전극(10)을 폭방향으로 절단한다.

한편, 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 장시간 사용으로 가압부재(140)에 공급된 공압이 감소할 경우 제1 및 제2 칼날(111)(121)의 밀착부분이 이격될 수 있다. 이때, 레귤레이터(150)는 이를 감지하여 도 3에 도시된 바와 같이, 가압부재(140)에 공압을 공급하며, 가압부재(140)에 추가로 공급된 공압으로 제2 커터부재(120)를 다시 가압하고, 이에 제1 및 제2 칼날(111)(121)를 다시 밀착시키고, 특히 제1 및 제2 칼날(111)(121)의 면압을 다시 일정하게 유지시킨다. 이때 제2 커터부재(120)는 가이드부재(130)를 따라 직선으로 이동하도록 안내됨에 따라 기울어짐을 방지할 수 있으며, 이에 제1 및 제2 칼날(111)(121)의 면밀착상태 또한 유지시킬 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 전극 절단장치(100)는 제1 및 제2 커터부재(110)(120)의 기울어짐을 방지함으로써 제1 및 제2 칼날(111)(121)의 면밀착된 상태를 유지시키며, 이에 시트형 전극(10) 절단시 항상 동일한 절단품질을 얻을 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 전극 절단장치
110: 제1 커터부재
111: 제1 칼날
120: 제2 커터부재
121: 제2 칼날
130: 가이드부재
131: 가이드본체
132: 가이드봉
133: 스프링
140: 가압부재
150: 레귤레이터

Claims

시트형 전극을 절단하는 전극 절단장치에 있어서,
상기 시트형 전극의 하부에 마련되고, 제1 칼날이 구비되는 제1 커터부재;
상기 시트형 전극의 상부에 상기 제1 커터부재를 향해 이동 가능하게 마련되고, 상기 제1 칼날과 교차하면서 상기 시트형 전극을 절단하는 제2 칼날이 구비되되는 제2 커터부재;
상기 제2 커터부재의 직선 이동을 안내하여 상기 제2 칼날의 일단을 상기 제1 칼날의 일단에 면밀착시키는 가이드부재; 및
상기 제2 커터부재를 가압하여 상기 제2 칼날과 상기 제1 칼날의 면밀착상태를 유지시키는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가압부재는 공압 실린더로 마련되어, 공급되는 공압에 의해 제2 커터부재를 가압하는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가압부재는 공압 공급시 인출되는 피스톤의 선단이 상기 제2 커터부재에 고정되는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가압부재로 공급되는 공압을 조절하여 상기 제2 커터부재의 가압력을 제어함에 따라 상기 제1 칼날과 상기 제2 칼날의 면압을 조절하는 레귤레이터가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가이드부재는 가이드본체와, 상기 가이드 본체에 구비되고, 상기 제2 커터부재의 일측과 타측이 각각 연결되어 상기 제2 커터부재의 직선 이동을 안내하는 가이드봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가이드부재는 상기 가압부재로부터 가해지는 압력이 해제되면 상기 제2 커터부재가 원위치로 복귀할 수 있도록 상기 가이드본체와 제2 커터부재 사이의 가이드봉에 구비되는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 절단장치.