KR101754443B1

KR101754443B1 - 이차전지용 슬리팅장치

Info

Publication number: KR101754443B1
Application number: KR1020130123417A
Authority: KR
Inventors: 강왕중; 강형구; 구자만; 김덕훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2017-07-05
Also published as: KR20150044253A

Abstract

본 발명은 이차전지를 구성하는 전극판을 일정 폭으로 슬리팅 하는 장치에 관한 대한 것이다.
본 발명인 이차전지용 슬리팅장치는, 상도구동모터에 의해 회전하는 상도회전축과 연결된 상도 및 하도구동모터에 의해 회전하는 하도회전축과 연결된 하도를 구비하고, 상기 상도 및 상기 하도는 상하방향으로 배치되어 극판을 절단하는 커팅부; 상기 커팅부가 상기 극판을 절단하는 과정에서 발생되는 이물질을 제거하는 집진부;를 포함한다.
본 발명인 이차전지용 슬리팅 장치는 극판의 커팅과정에서 발생되는 이물질을 제거하여 극판이 이물질로 인해 파손되는 것이 방지될 수 있다.

Description

이차전지용 슬리팅장치{SLITTING APPARATUS FOR THE SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지를 구성하는 전극판을 일정 폭으로 슬리팅 하는 장치에 관한 대한 것이다.

최근 모바일 기기에 대한 수요가 급격하게 증가함에 따라 모바일 기기에 적용되는 이차전지의 수요도 증가하고 있으며, 이에 따라 이차전지에 대한 기술적 연구도 활발하게 이루어지고 있다.

일반적으로 이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 전지로, 대표적으로는 리튬(Li) 이차전지가 사용되고 있다.

이러한 이차전지는 전지케이스 내부에 전극조립체가 삽입된 후 전해액이 주입되는 제작과정을 거치게 되는데, 상기 전극조립체는 양극판/분리막/음극판이 적층된 구조이다.

구체적으로 양극판 및 음극판은 활물질, 도전제 바인더가 혼합된 슬러리를 양극 집전체로 사용되는 알루미늄 박막과, 음극 집전체로 사용되는 구리 박막에 도포시키는 코팅 공정을 거치게 된다.

그 후 코팅공정이 끝난 전극의 용량 밀도를 높이고 집전체와 슬러리간의 접착성을 증가시키기 위해 예열 후 고온 가열된 한 쌍의 압연롤(1) 사이로 극판(A)을 통과시켜 원하는 두께로 압축하는 압연공정을 수행한다.([도 1] 참조)

그리고 슬리팅공정은, [도 2]에서와 같이 압연공정이 완료된 극판(A)을 조립공정에서 권취할 수 있도록 커터(10,20)를 이용하여 극판(A)을 일정한 폭으로 절단하는 공정이다.

그러나 종래의 슬리팅 장치는 커터(10,20)가 회전하면서 극판(A)을 커팅하는 과정에서 극판(A) 및 커터(10,20)로부터 이물질이 발생하고, 이 이물질이 다시 커터(10,20)에 부착되어 커팅되는 극판(A)의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

그리고 [도 3]에서와 같이 상측에 위치하는 커터(10)의 날이 경사각을 가져서 극판(A)의 절단된 단부가 상측 커터(10)의 날에 말려들어가 절곡되어 파손되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 10-2006-0025276 (공개일자: 2006년 03월 21일)

본 발명은 극판을 커팅하는 과정에서 발생하는 이물질을 제거하여 극판의 커팅 품질을 향상시킬 수 있는 슬리팅장치를 제공하는 데 목적이 있다.

그리고 극판을 커팅하는 커팅부에 부착되는 이물질을 제거하여 커팅부의 커팅 효율이 장기간 유지될 수 있는 슬리팅장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명인 이차전지용 슬리팅장치는, 상도구동모터에 의해 회전하는 상도회전축과 연결된 상도 및 하도구동모터에 의해 회전하는 하도회전축과 연결된 하도를 구비하고, 상기 상도 및 상기 하도는 상하방향으로 배치되어 극판을 절단하는 커팅부; 상기 커팅부가 상기 극판을 절단하는 과정에서 발생되는 이물질을 제거하는 집진부;를 포함한다.

상기 상도 및 상기 하도에 오일을 분사하는 오일분사부를 더 포함한다.

상기 상도 및 상기 하도는 상기 극판을 절단하는 날의 단부가 90도 각을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 집진부는, 상기 상도측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 상도집진노즐; 상기 하도측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 하도집진노즐; 상기 상도집진노즐 및 상기 하도집진노즐에 흡입력을 제공하는 집진구동기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오일분사부는, 상기 상도에 오일을 분사하는 상도오일분사노즐; 상기 하도에 오일을 분하하는 하도오일분사노즐; 상기 상도오일분사노즐 및 상기 하도오일분사노즐에 오일을 공급하는 오일공급부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 오일분사부에서 분사된 오일은 다시 상기 집진부를 통해 회수될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 이차전지용 슬리팅 장치는 극판의 커팅과정에서 발생되는 이물질을 제거하여 극판이 이물질로 인해 파손되는 것이 방지될 수 있다.

그리고 커팅부를 구성하는 상도 및 하도에 오일을 분사하여, 상도 및 하도에 부착된 이물질을 제거할 수 있으며, 이에 따라 상도 및 하도의 커팅 효율이 장기간 유지될 수 있다.

또한, 상도 및 하도의 날이 90도를 형성하여 절단되는 극판의 단면이 반듯하게 형성될 수 있다.

더불어, 오일분사부로부터 분사된 오일이 다시 집진부를 통해 회수될 수 있어 별도의 오일회수부를 적용할 필요가 없어 경제적이다.

[도 1]은 이차전지의 극판에 슬러리를 밀착시키는 압연공정을 개략적으로 나타낸 도면이다..
[도 2]는 종래의 슬리팅장치 중 극판의 커팅이 이루어지는 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 3]은 종래의 슬리팅장치 중 커터의 각도가 경사각을 갖는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 4]는 본 발명인 슬리팅장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
[도 5]는 본 발명인 슬리팅장치 중 상도와 하도가 만나는 면을 나타낸 도면이다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

일반적으로 이차전지를 구성하는 전극조립체는 양극판, 음극판, 분리막을 포함하는 발전소자로서, 양극판과 음극판 사이에 분리막이 삽입되어 분리막이 양극판과 음극판의 물리적 접촉을 분리한다.

그 중 양극판은 알루미늄과 같은 금속 박막형태의 기재에 양극활물질, 도전제, 바인더가 혼합된 슬러리를 도포시킨 것으로, 대표적인 양극활물질은 LiCoO2가 사용될 수 있다.

그리고 음극판은 구리 또는 니켈과 같은 금속 박막형태의 기재에 음극활물질, 도전제, 바인더가 혼합된 슬러리를 도포시킨 것으로, 대표적인 음극활물질로는 흑연이 사용될 수 있다.

이러한 양극판 및 음극판과 같은 극판을 일정 폭으로 커팅하기 위해서 슬리팅장치가 사용된다.

[도 4] 및 [도 5]를 참조하면, 본 발명인 이차전지용 슬리팅장치는 크게 커팅부(C), 집진부(300), 오일분사부(400) 그리고 제어부(미도시)를 포함한다.

그 중 커팅부(C)는 이차전지용 극판(A)을 일정 폭으로 절단하는 기능을 갖는 것으로, 상도(100)와 하도(200) 사이로 이송된 극판(A)을 커팅한다.

구체적으로 상도(100)는 전체적으로 일정 폭을 갖는 원판 형상이며 구동모터(미도시)에 의해서 회전하는 상도회전축(110)에 연결되어 상도구동모터(미도시) 운전시 일방향으로 회전한다.

그리고 상도(100)의 외주연은 단면이 사각형상, 즉 상도(100)가 극판(A)과 접하는 날의 각도가 90°를 갖도록 형성될 수 있다. 날의 각도가 90°를 가질 경우 수평방향으로 제공되는 극판(A)과 수직하게 만나게 되며, 이에 따라 극판(A)이 커팅되는 면이 반듯한 단면을 가질 수 있으며, 커팅과정에서 단부에 경사가 발생하지 않아 극판(A)의 품질이 향상될 수 있다.

그리고 하도(200)는 상도(100)와 같이 전체적으로 일정 폭을 갖는 원판 형상이며, 별도의 하도구동모터(미도시)에 의해서 상도(100)의 상도회전축(110)과 반대방향으로 회전하는 하도회전축(210)에 연결되어 하도구동모터 운전시 상도(100)와 반대방향으로 회전한다.

그리고 하도(200)의 외주연 역시 극판(A)과 접하는 날의 각도가 90°를 갖도록 형성하여 상도(100) 및 하도(200)가 접하였을 때 극판(A)의 단면이 반듯하게 커팅되도록 한다.

그리고 상도(100) 및 하도(200)는 외주연 중 일부가 서로 겹치게 배치되도록 하여 극판(A)이 완벽하게 커팅될 수 있도록 한다.

이러한 상도(100) 및 하도(200)는 상도회전축(110)과 하도회전축(210) 상에 일정 폭을 갖는 스페이서(120,220)가 장착되어 다수개의 상도(100) 및 하도(200)를 장착할 경우 상도(100)와 상도(100) 사이, 또는 하도(200)와 하도(200) 사이의 간격을 조절할 수 있다.

이러한 커팅부(C)에는 집진부(300)가 연결된다.

집진부(300)는 커팅부(C)에서 발생하는 이물질을 제거하는 기능을 갖는 것으로, 상도집진노즐(310), 하도집진노즐(320), 집진구동기(330) 그리고 집진회수관(340)을 포함한다.

그 중 상도집진노즐(310)은 상도(100)측으로 비산하는, 즉 상측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 노즐로, 집진회수관(340)을 통해 집진구동기(330)에 연결된다.

그리고, 하도집진노즐(320)은 하도(200)측으로 비산하는, 즉 하측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 노즐로, 상도집진노즐(310)과 같이 집진회수관(340)을 통해 집진구동기(330)에 연결된다.

집진구동기(330)는 상도집진노즐(310)과 하도집진노즐(320)에 흡입구동력을 제공하는 것으로, 내부에 이물질을 흡입할 수 있는 구동력을 제공하는 고압송풍기 및 이물질을 수거할 수 있는 수거함이 구비되어 있는 것이 바람직하다.

전술된 집진부(300)에 의해 완전히 제거되지 못한 커팅부(C) 상의 이물질은 오일분사부(400)에 의해 제거될 수 있다.

오일분사부(400)는 커팅부(C)에 오일을 분사하는 기능을 갖는 것으로, 구체적으로 상도(100) 및 하도(200)의 외주연에 오일을 분사하여 상도(100) 및 하도(200)에 밀착되어 있는 이물질을 제거한다.

이러한 오일분사부(400)는 상도오일분사노즐(410), 하도오일분사노즐(420), 오일공급기(430) 및 오일공급관(440)을 포함한다.

그 중 상도오일분사노즐(410)은 커팅부(C) 중 상도(100)에 오일을 분사하는 노즐로써, 오일공급관(440)을 통해 오일공급기(430)로부터 오일을 공급받는다.

그리고 하도오일분사노즐(420)은 커팅부(C) 중 하도(200)에 오일을 분사하는 노즐로써, 하도오일분사노즐(420) 역시 오일공급관(440)을 통해 오일공급기(430) 로부터 오일을 공급받는다.

오일공급관(440) 상에는 밸브(441)가 장착되어 오일 공급량 및 주기가 제어될 수 있으며, 이러한 밸브(441)의 제어는 제어부에 의해 자동적으로 이루어 질 수도 있다.

오일공급기(430)는 상도오일분사노즐(410) 및 하도오일분사노즐(420)에 오일을 공급하는 것으로, 내부에 오일공급펌프가 내장된 구조로 제작될 수 있다.

마지막으로 제어부는 전술된 커팅부(C), 집진부(300) 그리고 오일분사부(400)의 운전을 제어하여 극판(A)의 커팅 및 이물질 제거과정이 적절하게 이루어 질 수 있도록 제어할 수 있다.

이하에서는 본 발명인 슬리팅장치의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

슬러리가 도포된 극판(A)은 공급롤(미도시)로부터 권출되어 본 발명인 슬리팅장치에 공급된다.

극판(A)이 커팅부(C)에 공급되면, 구동모터의 운전에 의해 상도(100) 및 하도(200)는 서로 반대방향으로 회전하고 극판(A)은 상도(100) 및 하도(200) 사이에서 이동하게 된다. 따라서 극판(A)은 상도(100) 및 하도(200)가 가하는 커팅압력에 의해서 한 쌍의 극판(A)으로 분리되게 된다. 이때, 상도(100) 및 하도(200)의 날 단면이 90°를 가져서 극판(A)의 절단된 단면이 반듯할 수 있다.

이때, 상도(100)의 회전방향과 상도(100)측으로 사출되는 극판(A)의 방향을 동일하게 배출시킴으로써 극판(A)이 상도(100)의 회전으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 커팅과정에서 발생되는 이물질 중 상측으로 비산하는 이물질은 상도집진노즐(310)이 흡입하고, 하측으로 비산하는 이물질은 하도집진노즐(320)이 흡입한다. 따라서 이물질로 인한 극판(A)의 파손이 발생되지 않는다.

또한 오일분사부(400)가 상도(100) 및 하도(200)에 오일을 분사함으로써, 상도(100) 및 하도(200)에 밀착되어 있던 이물질이 제거되어 커팅부(C)의 커팅 효율이 일정하게 유지될 수 있으며, 커팅과정에서 극판(A)의 절단면에 이물질이 점착되는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 상도(100) 및 하도(200)에 분사된 오일은 다시 상도집진노즐(310) 및 하도집진노즐(320)에 의해 회수될 수 있다. 따라서 오일이 커팅부(C)에 과도하게 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 이차전지용 슬리팅장치는 커팅과정에서 발생되는 이물질로 인한 극판(A)의 품질 저하의 문제가 방지될 수 있으며, 오일분사로 커팅부(C) 일정한 커팅효율을 유지할 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

100: 상도 110: 상도회전축
200: 하도 210: 하도회전축
300: 집진부 310: 상도집진노즐
320: 하도집진노즐 330: 집진구동기
400: 오일분사부 410: 상도오일분사노즐
420: 하도오일분사노즐 430: 오일공급기
A: 극판 C: 커팅부

Claims

상도구동모터에 의해 회전하는 상도회전축과 연결된 상도 및 하도구동모터에 의해 회전하는 하도회전축과 연결된 하도를 구비하고, 상기 상도 및 상기 하도는 상하방향으로 배치되어 극판을 절단하는 커팅부;
상기 커팅부가 상기 극판을 절단하는 과정에서 발생되는 이물질을 제거하는 집진부;
를 포함하며,
상기 상도 및 상기 하도에 오일을 분사하는 오일분사부를 더 포함하는 이차전지용 슬리팅장치.
삭제
제1항에서,
상기 상도 및 상기 하도는 상기 극판을 절단하는 날의 단부가 90도 각을 갖는 이차전지용 슬리팅장치.
제1항에서,
상기 집진부는,
상기 상도측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 상도집진노즐;
상기 하도측으로 비산하는 이물질을 흡입하는 하도집진노즐;
상기 상도집진노즐 및 상기 하도집진노즐에 흡입력을 제공하는 집진구동기;
를 포함하는
이차전지용 슬리팅장치.
제1항에서,
상기 오일분사부는,
상기 상도에 오일을 분사하는 상도오일분사노즐;
상기 하도에 오일을 분하하는 하도오일분사노즐;
상기 상도오일분사노즐 및 상기 하도오일분사노즐에 오일을 공급하는 오일공급부재;
를 포함하는
이차전지용 슬리팅장치.
제1항에서,
상기 오일분사부에서 분사된 오일은 다시 상기 집진부를 통해 회수될 수 있는 이차전지용 슬리팅장치.