KR101963741B1

KR101963741B1 - 전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치

Info

Publication number: KR101963741B1
Application number: KR1020170168293A
Authority: KR
Inventors: 조석진; 이태호
Original assignee: (주)피토
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-03-29

Abstract

원통형 또는 각형으로 마련된 전극 판과 상기 전극 판의 외부로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극체로부터 상기 전극 탭의 정렬 상태를 감지하는 본 발명에 따른 전극 탭 감지 장치는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭을 향해 광을 방출하는 발광부 및 상기 광을 수광하는 수광부를 포함하므로, 전극 탭 정렬 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 전극 탭의 정렬 불량으로 인한 후 공정의 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치{APPARATUS FOR SENSING TAP OF ELECTRODE AND APPARATUS FOR ALIGNING TAP OF ELECTRODE USING THE SAME}

본 발명은 전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극 탭이 연결된 이차 전지용 전극 판을 원통형, 또는 각형으로 제조한 전극체의 다음 공정을 위하여 외부로 노출된 전극 탭의 위치를 감지하는 전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치에 관한 것이다.

이차 전지의 전극 판에는 외부와의 전기적 접속을 위하여 전극 탭을 융착하거나, 전극 판의 테두리부로부터 돌출되는 일체형으로 전극 탭을 형성한다. 이와 같이 전극 탭이 형성된 전극 판을 롤(roll) 형태로 권취하거나, 쌓아올리면 전극체를 마련할 수 있다.

이후, 전극 탭은 기 설정된 위치에 정렬된 상태를 유지한 상태에서, 후 공정을 위해 이송되어야 공정 불량을 사전에 방지할 수 있고, 각종 검사에 있어 전극체를 기준 위치로 이동시키는데 용이하게 된다.

따라서 전극체를 형성하고 후 공정으로 전극체를 이송하기 전, 전극 탭의 위치가 기 설정된 위치에 정렬되어 있는지 검사하기 위하여 전극 탭의 위치를 감지해야 하는 전극 탭 감지 공정이 필수로 선행되어야 한다. 종래에는 전극 탭을 향해 광을 방출하고, 전극 탭으로부터 반사되는 광을 수광하는 반사형 센서를 사용하여 전극 탭의 위치를 감지했다.

하지만 반사형 센서의 경우, 전극 탭의 형상이나 소재에 따라 센서의 감지 레벨에 차이가 발생하게 된다. 특히, 2개 이상의 멀티 전극 탭을 적용하고 후 공정을 용이하게 하기 위해, 전극 탭의 형상을 변경(절곡 등)하는 경우에는 전극 탭에서 반사되는 광이 제대로 수광되지 않아 전극 탭의 정렬 상태를 신뢰할 수 없는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제0635707호 (2006. 10. 17. 공고)

본 발명의 목적은 전극 판에 전극 탭이 형성된 전극체의 후 공정을 위하여, 전극 탭이 기 설정된 위치에 정렬되었는지 여부를 정확하게 감지하고, 감기 결과에 따라 전극 탭의 위치를 정렬할 수 있는 전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치를 제공하는 데 있다.

원통형 또는 각형으로 마련된 전극 판과 상기 전극 판의 외부로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극체로부터 상기 전극 탭의 정렬 상태를 감지하는 본 발명에 따른 전극 탭 감지 장치는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭을 향해 광을 방출하는 발광부 및 상기 광을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.

상기 발광부는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭과, 상기 전극 탭에 직교하는 가상의 직교선이 서로 교차하는 교차점에 경사지되, 상기 전극체로부터 상기 전극 탭이 돌출되는 방향으로 경사지는 사선의 경로로 상기 광을 방출할 수 있다.

한편, 원통형 또는 각형으로 마련된 전극 판과 상기 전극 판의 외부로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극체로부터 상기 전극 탭의 정렬 상태를 감지하고, 상기 전극 탭의 정렬 상태 감지 결과에 따라 상기 전극 탭의 위치를 정렬하는 본 발명에 따른 전극 탭 정렬 장치는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭을 향해 광을 방출하는 발광부, 상기 광을 수광하는 수광부 및 상기 광의 수광 여부에 따라 상기 전극체를 회전 구동하는 정렬부를 포함한다.

상기 수광부과 상기 정렬부에 연결되어 상기 광의 수광 여부에 따라 상기 정렬부의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 전극 탭 감지 장치 및 이를 이용한 전극 탭 정렬 장치는 기 설정된 위치로 정확하게 전극 탭 감지용 광을 입사시켜 전극 탭의 위치를 정확하게 감지하고 감지 결과에 따라 전극 탭의 위치를 정렬할 수 있으므로, 전극 탭 정렬 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 전극 탭의 정렬 불량으로 인한 후 공정의 불량을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 측면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 전극 탭 정렬 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 사용하여 전극 탭을 정렬하는 데 사용되는 전극체는, 전극 판을 동심원을 가지는 롤 형태로 권취한 원통형, 전극 판을 롤 형태로 권취한 후 각형으로 압축한 젤리 롤(jelly roll), 전극 판을 지그재그 형태의 단면을 가지도록 적층한 각형 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치에 의해 전극 탭을 정렬하는 데 사용되는 전극체의 형태를 한정하지는 않는다. 다만, 모든 형태의 전극체는 전극 판을 외부와 전기적으로 연결하기 위하여, 전극 판에 융착되거나 전극 판과 일체형으로 이루어지는 전극 탭(20)이 외부로 노출될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치는 전극체(10)의 외부로 노출된 전극 탭(20)을 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 것으로, 발광부(110), 수광부(120), 정렬부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.

발광부(110)는 전극 탭(20)의 위치를 감지하기 위한 광(B)을 방출한다. 수광부(120)는 발광부로부터 방출된 광(B)을 수광한다. 수광부(120)는 발광부(110)에 대향되도록 배치될 수 있다. 발광부(110)와 수광부(120)의 설치 공간이나, 이차전지 제조를 위한 구성요소들의 배치를 고려하여 전극 탭(20) 이후의 광(B)을 수광부(120)로 안내하기 위하여, 정렬부(130)와 수광부(120)의 사이에는 반사미러와 같은 광학부재들(미도시)이 마련될 수 있다.

정렬부(130)는 전극체(10)를 지지한다. 정렬부(130)는 전극 탭(20)의 위치가 기 설정된 위치에 정렬되지 않아 정렬 상태가 불량한 경우, 전극체(10)를 회전시켜 전극 탭(20)을 기 설정된 위치로 정렬할 수 있도록 전극체(10)를 회전 구동시킬 수 있다. 이러한 정렬부(130)는 전극체(10)의 길이 방향으로 배치되는 롤러(131)와, 도시되지 않은 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다.

제어부(140)는 수광부(120)와 정렬부(130)에 연결될 수 있다. 제어부(140)는 광(B)의 수광 여부에 따라 정렬부(130)의 구동을 제어한다. 즉, 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬된 상태라면, 광(B)은 전극 탭(20)에 반사되어 수광부(120)에 수광될 수 없다. 수광부(120)에 광(B)이 수광되지 않으면, 제어부(140)는 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬된 것으로 판단하여 정렬부(130)를 구동시키지 않는다. 반대로, 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬되지 않은 상태라면, 광(B)은 전극 탭(20)에 반사되지 않고 수광부(120)에 수광될 수 있다. 수광부(120)에 광(B)이 수광되면, 제어부(140)는 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬되지 않은 것으로 판단하여 정렬부(130)를 구동시킨다. 이와 같이 전극 탭(20)의 정렬 상태가 불량하면, 정렬부(130)는 전극체(10)를 회전 구동하여 전극 탭(20)을 기 설정된 위치에 정렬할 수 있다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치는 전극 탭(20)이 단수로 마련된 전극체(10)에서 전극 탭(20)을 감지하고, 전극 탭(20)의 감지 결과에 따라 전극 탭(20)을 정렬할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치는 전극 탭(20)이 복수로 마련된 전극체(10)에서 전극 탭(20)을 감지하고, 전극 탭(20)의 감지 결과에 따라 전극 탭(20)을 정렬할 수 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1전극 탭(21)과 제2전극 탭(22)을 포함하는 전극체(10)로부터 제1전극 탭(21)의 위치를 정렬하는 실시예에 대하여 설명하도록 하며, 전극 탭(20)의 개수를 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 이해해서는 아니될 것이다.

도시된 바와 같이, 제1전극 탭(21)은 제2전극 탭(22)의 외측에 배치될 수 있다. 이때, 제1전극 탭(21)과 제2전극 탭(22)은 두 전극 탭의 용접 공정과 같은 후 공정을 위하여, 전극체(10)의 중심선(CL)에 수직 교차하는 가상의 직교선(L1) 상에 정렬되는 것이 바람직하다.

즉, 제1, 2전극 탭(21, 22)의 기 설정된 위치하는 상태는, 전극체(10)의 중심선(CL)에 수직 교차하는 가상의 직교선(L1) 상에 제1전극 탭(21)이 제2전극 탭(22)이 모두 위치하되, 제1전극 탭(21)이 제2전극 탭(22)의 외측에 위치하는 상태를 말한다.

이때, 제1전극 탭(21)과 제2전극 탭(22)을 가상선 상에 일치시키는 공정은 전극 판(11)의 권취 공정의 설정에 의해 이루어지기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치는 제1, 2전극 탭(21, 22) 중 제1전극 탭(21)가 기 설정된 위치에 정렬되었는지 여부를 검출하고, 검출 결과에 따라 제1, 2전극 탭(21, 22)의 위치를 정렬할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 평면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치를 나타낸 측면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1전극 탭(21)의 정렬 상태를 검출하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치의 발광부(110)는, 기 설정된 위치에 정렬된 제1전극 탭(21)과, 제1전극 탭(21)에 직교하는 가상의 직교선(L1)이 서로 교차하는 교차점(P)에 경사지되, 전극체(10)로부터 제1전극 탭(21)이 돌출되는 방향으로 경사지는 사선(L2)의 경로로 광(B)을 방출하는 것이 바람직하다.

왜냐 하면, 상술한 바와 같이 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬되지 않은 경우, 정렬부(130)는 전극체(10)를 회전 구동시키고 전극 탭(20)은 전극체(10)와 함께 회전된다. 이때, 광(B)의 경로가 전극체(10)의 중심과 전극 탭(20)의 거리를 반경으로 형성되는 가상의 원(C)의 내부를 관통하도록 형성된다면, 광(B)은 기 설정된 위치뿐만 아니라, 전극 탭(20)이 회전하는 경로 상의 어느 한 위치의 전극 탭(20)에 반사되어 수광부(120)에 광이 수광되지 않을 수 있기 때문이다.

또한 광(B)이 가상의 원(C)의 내부를 관통하지 않고 가상의 원(C)을 외접하는 경로로 방출된다 하더라도, 제1전극 탭(21)은 소정의 폭을 가지기 때문에, 마찬가지로 광(B)은 기 설정된 위치뿐만 아니라, 전극 탭(20)이 회전하는 경로 상의 어느 한 위치의 전극 탭(20)에 반사되어 수광부(120)에 광이 수광되지 않을 수 있기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 탭 정렬 장치의 발광부(110)는, 기 설정된 위치에 정렬된 전극체(10)로부터 외부로 노출된 전극 탭(20)이 기 설정된 위치에 정렬되었는지 여부를 감지하고, 감지 결과에 따라 전극 탭(20)을 기 설정된 위치에 정확하게 정렬할 수 있다.

한편, 상술된 바와 같은, 발광부(110) 및 수광부(120)는 전극 탭(20)을 정렬하기 위한 장치 외에, 이차전지 제조 공정 중에, 전극 탭(20)의 정확한 위치를 감지를 필요로 하는 공정 장치에 배치되어 전극 탭 감지 장치로도 활용할 수 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.

10 : 전극체 11 : 전극 판
20 : 전극 탭 21 : 제1전극 탭
22 : 제2전극 탭 110 : 발광부
120 : 수광부 130 : 정렬부
131 : 롤러 140 : 제어부
B : 광 C : 가상의 원
CL : 전극체의 중심선 L1 : 직교선
L2 : 사선

Claims

원통형 또는 각형으로 마련된 전극 판과 상기 전극 판의 외부로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극체로부터 상기 전극 탭의 정렬 상태를 감지하는 전극 탭 감지 장치에 있어서,
기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭을 향해 광을 방출하는 발광부;및
상기 광을 수광하는 수광부;를 포함하되,
상기 발광부는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭과, 상기 전극 탭에 직교하는 가상의 직교선이 서로 교차하는 교차점에 경사지되, 상기 전극체로부터 상기 전극 탭이 돌출되는 방향으로 경사지는 사선의 경로로 상기 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 전극 탭 감지 장치.
삭제
원통형 또는 각형으로 마련된 전극 판과 상기 전극 판의 외부로 노출된 전극 탭을 포함하는 전극체로부터 상기 전극 탭의 정렬 상태를 감지하고, 상기 전극 탭의 정렬 상태 감지 결과에 따라 상기 전극 탭의 위치를 정렬하는 전극 탭 정렬 장치에 있어서,
기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭을 향해 광을 방출하는 발광부;
상기 광을 수광하는 수광부;및
상기 광의 수광 여부에 따라 상기 전극체를 회전 구동하는 정렬부;를 포함하되,
상기 발광부는 기 설정된 위치에 정렬된 상기 전극 탭과, 상기 전극 탭에 직교하는 가상의 직교선이 서로 교차하는 교차점에 경사지되, 상기 전극체로부터 상기 전극 탭이 돌출되는 방향으로 경사지는 사선의 경로로 상기 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 전극 탭 정렬 장치.
삭제
제3항에 있어서,
상기 수광부과 상기 정렬부에 연결되어 상기 광의 수광 여부에 따라 상기 정렬부의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 탭 정렬 장치.