KR101788378B1 - 전극 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 이송 장치에 관한 것으로서, 전극을 이송하는 전극 이송 장치로서, 상기 전극을 이송하기 위한 복수 개의 롤러와; 상기 롤러에 의하여 이송되는 상기 전극을 압입하되, 상기 전극 횡단면의 형상이 폭방향을 따라서 적어도 일부가 곡률을 갖도록 변형시키는 압입 장치를 포함할 수 있다.

Description

전극 이송 장치{Transferring Apparatus Of Electrode}

본 발명은 전극 이송 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전극의 휘어짐을 교정하여 전극 편차 및 전극의 사행 불량을 감소시킬 수 있는 전극 이송 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다.

이러한 이차전지 전극 조립체는 전극과 분리막이 권심에 의하여 권취되어 형성된다. 전극 조립체를 형성하기 위한 전극은 전극 집전체의 일측면에 전극 활물질이 도포되어 이루어진다. 전극 활물질이 도포된 전극 집전체에는 압연 공정을 통해 열과 압력이 가해진다.

도 1은 이러한 이차전지 전극 조립체를 형성하기 위하여 전극이 권심으로 투입되는 모습을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 압연 공정을 거친 전극(1)은 복수 개의 이송 롤러(3)를 통하여 이송되고, 파이널 집게(100) 사이의 공간(120)을 통과하며 권심(5)으로의 투입 위치 및 자세가 지지된다(도 2 참조). 이후, 회전하는 권심(5)에 권취되어 젤리롤형 전극(1) 조립체를 형성한다.

이때, 열과 압력이 가해진 전극(1) 집전체는 전극(1) 활물질이 일측면에 도포됨에 따라 전극(1) 활물질이 도포되지 않은 타측면과 밀도 차이가 발생한다. 이러한 밀도 차이는 열과 압력이 가해짐에 따라 더 가중되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 압연 공정 이후 끝단이 상부나 하부를 향하여 말리게 되는 컬(Curl)을 야기시킨다.

이와 같이 컬이 발생한 전극(1)이 이송되어 전극(1) 조립체를 형성하기 위해 권심(5)에 안착될 경우, 전극(1)의 컬에 의하여 권심(5)에 안착되는 위치에 편차가 발생하게 되고, 전극(1)의 사행 불량을 일으키게 되는 문제점이 있었다.

특허공개번호 제10-2001-0011573호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 휘어짐을 교정하여 권심에 안착하는 전극 편차 및 전극의 사행 불량을 감소시킬 수 있는 전극 이송 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 전극 이송 장치는, 전극을 이송하는 전극 이송 장치로서, 상기 전극을 이송하기 위한 복수 개의 롤러와; 상기 롤러에 의하여 이송되는 상기 전극을 압입하되, 상기 전극 횡단면의 형상이 폭방향을 따라서 적어도 일부가 곡률을 갖도록 변형시키는 압입 장치를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 상기 압입 장치는 상기 전극의 상면과 하면 중 어느 하나와 접촉하는 제1 부재와, 나머지 하나와 접촉하는 제2 부재로 마련되며, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 어느 하나에는 상기 전극을 가압하여 변형시키는 융기부가 형성되고, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 나머지 하나에는 상기 전극을 지지하기 위하여 상기 융기부에 대응되는 형상의 함몰부가 형성될 수 있다.

본 발명에서, 상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 단면이 활 형상으로 변형되도록 마련될 수 있다.

본 발명에서, 상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 폭 방향을 기준으로 양측 단부를 하향 절곡시킬 수 있다.

본 발명에서, 상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 폭 방향을 기준으로 양측 끝단 단부를 상향 절곡시킬 수 있다.

본 발명에서, 상기 융기부는 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 어느 하나에 복수 개 형성되어 상기 전극을 물결 형상으로 변형시킬 수 있다.

본 발명에서, 상기 압입 장치는 상기 전극이 이송되는 방향을 기준으로 상기 롤러보다 후방에 마련되고, 상기 전극을 권취하는 권심보다 전방에 위치할 수 있다.

첫째: 본 발명에 따른 전극 이송 장치에 따르면, 전극의 휘어짐을 교정하여 권심에 안착하는 전극 편차 및 전극의 사행 불량을 감소시킬 수 있다.

둘째: 전극 이송 장치에서 압입장치는 융기부와 함몰부를 가지는 제1 및 제2 부재를 마련함으로써 전극을 보다 안정적으로 가압하여 휘어짐을 교정할 수 있다.

셋째: 융기부와 함몰부는 활 형상, 양측 단부가 하향 또는 상향 절곡되는 형상, 및 물결 형상 중 어느 하나의 형상으로 마련되며, 이는 전극의 형태에 맞게 전극 이송 장치를 적용하여 전극의 휘어짐을 안정적으로 교정할 수 있다.

도 1은 종래 전극 이송 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 파이널 집게의 단면을 도시한 도면.
도 3은 컬(Curl)이 발생한 전극을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압입 장치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압입 장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압입 장치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에서 압입 장치의 작동상태를 도시한 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 전극 이송 장치는, 복수 개의 롤러와 롤러에 의하여 이송되는 전극을 압입하는 압입 장치를 포함한다.

압입 장치(10)는 일측으로부터 타측으로 이송되는 전극(1)의 이송 방향을 기준으로 복수 개의 롤러(3)보다 후방에 마련되고, 이송되는 전극(1)이 권취되는 권심(5)보다 전방에 마련된다(도 1 참조). 즉, 압입 장치(10)는 전극(1)이 권심(5)에 투입되어 권취되기 직전, 전극(1)의 위치 및 자세를 지지하기 위한 장치이다.

압입 장치(10)는 제1 부재(11)와 제2 부재(13)를 포함한다. 제1 부재(11)와 제2 부재(13)의 사이 공간(20)으로 복수 개의 롤러(3)에 의하여 일측으로부터 타측으로 이송되는 전극(1)이 통과하며, 제1 부재(11)와 제2 부재(13)에 전극(1)의 상면과 하면이 접촉한다. 압입 장치(10)를 통과하는 전극(1)은 전극(1) 집전체 상에 전극(1) 활물질이 도포되고 열과 압력이 가해진 상태이다.

압입 장치(10)의 제1 부재(11)는 전극(1)의 상면과 하면 중 어느 하나와 접촉하며, 제2 부재(13)는 나머지 하나와 접촉한다(도 7 참조). 설명의 편의를 위하여, 제1 부재(11)가 전극(1)의 상면과 접촉하고, 제2 부재(13)가 전극(1)의 하면과 접촉한다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 제1 부재(11)가 전극(1)의 하면과 접촉하고, 제2 부재(13)가 전극(1)의 상면과 접촉하는 것도 가능하다.

이러한 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 중 어느 하나에는 융기부(15)가 형성되고, 다른 하나에는 함몰부(17)가 형성되어 이를 통과하는 전극(1)을 압입하여 변형시킨다. 융기부(15)는 통과하는 전극(1)을 가압하여 전극(1)의 형상을 변형시키고, 함몰부(17)는 융기부(15)와 대응되는 형상으로 마련되며 통과하는 전극(1)을 지지한다. 이에, 융기부(15)와 함몰부(17)의 형상에 따라 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 사이를 통과하는 전극(1)의 형상은 변하게 된다. 한편, 이와 같은 제1 부재(11)와 제2 부재(13)의 융기부(15)와 함몰부(17)의 형상에 따라 다양한 실시예를 나눌 수 있다. 이하에서는 융기부(15)와 함몰부(17)의 다양한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 부재(11)와 제2 부재(13)는 이들을 통과하는 전극(1)의 단면을 소정 곡률을 가지는 활 형상으로 변형시킬 수 있는 구조로 구성된다. 즉, 압연 공정 후의 전극(1)은 밀도 차이로 인하여 상부나 하부를 향하여 말린 상태의 컬(Curl)이 발생한다. 이러한 컬이 발생한 전극(1)의 가장자리가 하향 절곡되어 밀도 차이에 의하여 변형된 형상을 교정시키도록 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 사이의 공간(20)이 마련된다.

즉, 본 실시예에서는 전극(1)의 하면과 접촉하는 제2 부재(13)에 융기부(15)가 형성되고, 전극(1)의 상면과 접촉하는 제1 부재(11)에 함몰부(17)가 형성된다. 융기부(15)와 함몰부(17) 사이는 통과하는 전극(1)의 폭 방향을 기준으로 양측 가장자리 단부가 하향 절곡된 활 형상의 공간(20)을 형성한다. 이에, 제1 부재(11)와 제2 부재(13)를 통과하는 전극(1)은 융기부(15)와 함몰부(17)에 의해 양측 가장자리 단부가 하향 절곡된 활 형상으로 변형된다.

도 5는 본 발명에 따른 제2 실시예를 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에서도 제1 부재(11)와 제2 부재(13)는 이들을 통과하는 전극(1)의 단면을 소정 곡률을 가지는 활 형상으로 변형시킬 수 있도록 구성된다. 다만 제1실시예와는 달리, 전극(1)의 하면과 접촉하는 제2 부재(13)에 함몰부(17)가 형성되고, 전극(1)의 상면과 접촉하는 제1 부재(11)에 융기부(15)가 형성된다. 융기부(15)와 함몰부(17) 사이는 통과하는 전극(1)의 폭 방향을 기준으로 양측 가장자리 단부가 상향 절곡된 활 형상의 공간(20)을 형성한다. 이에, 제1 부재(11)와 제2 부재(13)를 통과하는 전극(1)은 융기부(15)와 함몰부(17)에 의해 양측 가장자리 단부가 상향 절곡된 활 형상으로 변형된다.

도 6은 본 발명에 따른 제3 실시예를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 의하면, 제1 부재(11)와 제2 부재(13)는 이들을 통과하는 전극(1)의 단면을 소정 곡률을 가지는 물결 형상으로 변형시킬 수 있는 구조로 구성된다. 즉, 압연 공정 후의 전극(1)은 밀도 차이로 인하여 상부나 하부를 향하여 말린 상태의 컬이 발생하며, 이러한 전극(1)의 형상이 물결 형상으로 절곡되어 밀도 차이에 의하여 변형된 형상을 교정시키도록 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 사이의 공간(20)이 마련된다. 즉, 전극(1)의 하면과 접촉하는 제2 부재(13)에 함몰부(17)와 융기부(15)가 형성되고, 전극(1)의 상면과 접촉하는 제1 부재(11)에도 제2 부재(13)에 대응하는 함몰부(17)와 융기부(15)가 형성된다. 이에, 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 사이의 전극(1)이 통과하는 공간(20)은 물결 형상으로 마련되며, 제1 부재(11)와 제2 부재(13) 사이를 통과하는 전극(1)은 융기부(15)와 함몰부(17)에 의해 물결 형상으로 변형된다.

상기와 같이, 전극(1)이 권심(5)에 투입되기 직전, 압입 장치(10)를 통과하며 압입 장치(10)의 제1 부재(11)와 제2 부재(13)에 의하여 형상이 변형됨에 따라, 전극(1)의 압연 밀도 차이에 따른 변형이 교정된다. 이에, 권심(5)에 투입 시 안착 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 안착 편차에 따른 사행 불량을 저감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 전극
10: 압입 장치
11: 제1 부재
13: 제2 부재
15: 융기부
17: 함몰부

Claims (7)

1. 전극을 이송하는 전극 이송 장치로서,
   상기 전극을 이송하기 위한 복수 개의 롤러와;
   상기 롤러에 의하여 이송되는 상기 전극을 압입하되, 상기 전극 횡단면의 형상이 폭방향을 따라서 적어도 일부가 곡률을 갖도록 변형시키는 압입 장치를 포함하고,
   상기 압입 장치는 상기 전극의 상면과 하면 중 어느 하나와 접촉하는 제1 부재와, 나머지 하나와 접촉하는 제2 부재로 마련되며,
   상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 어느 하나에는 상기 전극을 가압하여 변형시키는 융기부가 형성되고,
   상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 나머지 하나에는 상기 전극을 지지하기 위하여 상기 융기부에 대응되는 형상의 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 단면이 활 형상으로 변형되도록 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 폭 방향을 기준으로 양측 단부를 하향 절곡시키는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 융기부와 상기 함몰부는 상기 전극의 폭 방향을 기준으로 양측 끝단 단부를 상향 절곡시키는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 융기부는 상기 제1 부재와 상기 제2 부재 중 어느 하나에 복수 개 형성되어 상기 전극을 물결 형상으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 압입 장치는 상기 전극이 이송되는 방향을 기준으로 상기 롤러보다 후방에 마련되고, 상기 전극을 권취하는 권심보다 전방에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극 이송 장치.

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