KR102043902B1 - 이차전지용 전극적층장치 - Google Patents

이차전지용 전극적층장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102043902B1
KR102043902B1 KR1020190067434A KR20190067434A KR102043902B1 KR 102043902 B1 KR102043902 B1 KR 102043902B1 KR 1020190067434 A KR1020190067434 A KR 1020190067434A KR 20190067434 A KR20190067434 A KR 20190067434A KR 102043902 B1 KR102043902 B1 KR 102043902B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode plate
plate
separator
positive electrode
positive
Prior art date
Application number
KR1020190067434A
Other languages
English (en)
Inventor
이강수
윤재호
석쌍열
Original Assignee
(주)호명이엔지
이강수
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)호명이엔지, 이강수 filed Critical (주)호명이엔지
Priority to KR1020190067434A priority Critical patent/KR102043902B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102043902B1 publication Critical patent/KR102043902B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404Machines for assembling batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H45/00Folding thin material
    • B65H45/02Folding limp material without application of pressure to define or form crease lines
    • B65H45/06Folding webs
    • B65H45/10Folding webs transversely
    • B65H45/101Folding webs transversely in combination with laying, i.e. forming a zig-zag pile
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40Type of handling process
    • B65H2301/42Piling, depiling, handling piles
    • B65H2301/421Forming a pile
    • B65H2301/4216Forming a pile of web folded in zig-zag form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/10Handled articles or webs
    • B65H2701/19Specific article or web
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 이차전지용 전극적층장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극판과 양극판을 세퍼레이터(분리막)의 양면에 동시에 배치한 상태에서 동시에 운반하여 음극판과 양극판을 교대로 적층되는 셀 스택의 작업시간을 현저히 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극적층장치에 관한 것이다.

Description

이차전지용 전극적층장치{Electrode Stacking Device for Secondary Cell}
본 발명은 이차전지용 전극적층장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극판과 양극판을 세퍼레이터(분리막)의 양면에 동시에 배치한 상태에서 동시에 운반하여 음극판과 양극판을 교대로 적층되는 셀 스택의 작업시간을 현저히 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극적층장치에 관한 것이다.
일반적으로 화학전지는 음극판과 양극판의 전극 한쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서, 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라지며, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차전지는 산업전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되어 사용량이 늘고 있는 추세이다.
이러한 2차전지는 양극판, 세퍼레이터(분리막), 음극판을 순차적으로 적층하여 전해질 용액에 담가진 형태로 이루어지며 이와 같은 2차 전지의 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 나뉜다.
따라서 2차 전지의 경우 젤리-롤과 Z-스택킹으로 구분되며, 젤리-롤은 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서(winging) 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 제작하는 방식이 많이 사용되며, 보다 많은 전기 용량을 가지는 중대형 2차 전지의 경우에는 음극판, 양극판 및 분리막을 적절한 순서로 적층하여(stacking) 제작하는 방식이 많이 사용된다.
그리고 Z-스택킹은 적층식으로 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있는데, 그 중 Z-스택킹(Z-stacking) 방식에서는 세퍼레이터(분리막)가 지그재그로 접힌 형태를 이루며 그 사이에 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입된 형태로 적층되도록 한다.
이중 Z-스택킹 형태는 음극판과 양극판이 순차적으로 적층되며, 음극판과 양극판 사이에 지그재그로 분리막이 배치될 수 있도록 다양한 방식의 장치들이 제시된 바 있다.
종래 기술로 Z-스택킹형태의 셀 스택을 제조하기 위해 "이차전지의 셀 스택 고속 제조장치"가 제시된 바 있다.
이러한 종래기술은 음극판과 양극판을 교대로 공급하는 장치로 진공 벨트컨베이어를 사용함으로써 단순한 컨베이어의 왕복운동과 벨트의 회전운동으로 전극을 이송시켜 이차전지 셀의 고속 스택이 가능하게 하며, 기존의 [전극 흡착 - 흡착장치 상승 - 흡착장치 이송 - 이송장치 하강 - 전극 흡착해제]와 같이 전극을 이송하던 동작을 [전극 흡착 - 컨베이어이동 - 전극 흡착해제]와 같이 동작을 단순화시킴으로써 생산속도가 향상되도록 하며, 또한 전극을 안정적으로 이송하고 운동체의 하중 및 충격을 줄여주어 장치의 피로도에 의해 설비의 부품수명이 급속히 단축되는 문제를 유발시키지 않아 고속생산과 설비수명 향상을 동시에 이룰 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 종래기술은 세러페이터를 연속으로 공급하는 세러페이터 공급수단에서 공급된 세러페이터가 적층 스테이지에 안착되고 적층 스테이지는 왕복 안내수단에 의해 양측으로 왕복이동하며, 세퍼레이터의 양측에 각각 배치된 음극판 이송수단과 양극판 이송수단에 의해 공급되는 음극판과 양극판이 세퍼레이터에 지그재그로 적층시킬 수 있도록 구성된다.
하지만 종래기술은 왕복운동을 통해 양측에서 교차되게 음극판과 양극판을 세퍼레이터에 공급하고 세러페리터의 이동하는 구성으로 이루어져 있어, 작동 구성이 복잡하며, 음극판과 양극판을 각각 이송하도록 이루어져 전체적인 구조가 복합한 문제가 있다.
또한, 음극판과 양극판이 순차적으로 이동시킨 후 적층함에 따라 작업시간 및 공정이 증가하는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1959082호(2019.03.11.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 분리막(세퍼레이터)사이에 음극판과 양극판 교차되도록 적층하여 Z-스택킹 형태의 셀 스택을 제조할 수 있는 이차전지용 전극적층장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각각의 음극판과 양극판을 한 싸이클을 통해 상기 분리막에 2번 공급하여 음극판 및 양극판의 공급속도를 향상시킨 이차전지용 전극적층장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 따른 목적은 분리막에 음극판과 양극판을 다른 위치에서 동시에 접촉시킨 후 접촉된 음극판과 양극판을 같이 고정하여 한번에 이동하는 작업공정을 통해 장치 및 공정을 단순화시켜 오작동 및 불량률을 감소시키며, 작업속도를 향상시킨 이차전지용 전극적층장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 적층된 전극판을 용이하게 고정하여, 전극판의 적층시 발생하는 휨, 굴곡 등에 의해 발생하는 불량을 방지하고 전극판의 이탈되는 것을 예방할 수 있는 이차전지용 전극적층장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 음극판, 양극판 및 분리막의 이동, 접촉, 고정 등의 공정이 유기적으로 작동하는 이차전지용 전극적층장치를 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연속적으로 공급되는 분리막에 음극판과 양극판을 이송하여 지그재그로 배치하는 셀 스택 적층 장치에 있어서, 상기 분리막의 일측방향에서 양극판을 상기 분리막의 상부면으로 이동시키는 양극판이송수단; 상기 분리막공급수단에서 유입되는 상기 분리막의 타측방향에서 음극판을 상기 분리막의 하부면으로 이동시키는 음극판이송수단; 상기 분리막의 상면과 하면에 상기 양극판과 상기 음극판이 밀착되어 이루어진 전극판의 양측단을 잡아 이송하는 전극판이송수단; 상기 전극판이송수단에 의해 이동된 전극판이 적층되는 스택테이블로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 분리막의 길이방향을 따라 상기 양극판이송수단, 상기 음극판이송수단 및 상기 스택테이블은 동일한 간격으로 순차적으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기 양극판이송수단은, 상기 분리막의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막의 상부에 위치한 제1양극판이송레일과, 상기 제1양극판이송레일에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1양극판이송블록과 상기 제1양극판이송블록의 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 양극판이 접촉되는 제1양극판패널이 형성된 제1양극판이동부와, 상기 제1양극판이송레일의 상부에서 상기 분리막의 수직방향으로 배치된 제2양극판이송레일과, 상기 제2양극판이송레일에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2양극판이송블록과 상기 제2양극판이송블록의 상부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 양극판이 접촉되는 제2양극판패널이 형성된 제2양극판이동부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 음극판이송수단은, 상기 분리막의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막의 하부에 위치한 제1음극판이송레일과, 상기 제1음극판이송레일에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1음극판이송블록과 상기 제1음극판이송블록의 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 음극판이 접촉되는 제1음극판패널이 형성된 제1음극판이동부와, 상기 제1음극판이송레일 하부에서 상기 분리막의 수직방향으로 배치된 제2음극판이송레일과, 상기 제2음극판이송레일에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2음극판이송블록과 상기 제2음극판이송블록의 하부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 음극판이 접촉되는 제2음극판패널이 형성된 제2음극판이동부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 전극판이송수단은, 상기 분리막의 길이방향을 따라 양측으로 대칭되는 한쌍으로 이루어지며, 상기 분리막의 길이방향을 따라 상기 분리막의 상부에 배치된 전극판이송레일과, 상기 전극판이송레일에 길이방향으로 이동가능하게 배치되며, 하부면에 높낮이 조절이 가능한 제2이동부가 형성된 전극판이송블록과, 상기 전극판이송블록의 하부에 위치하여 상기 제2이동부에 의해 높낮이 조절이 가능하며, 상기 분리막, 상기 양극판 및 상기 음극판의 측단을 고정하는 고정패널로 이루어지되, 상기 전극판이송블록 및 상기 고정패널 중 어느 하나에 설치되어 상기 고정패널을 상기 분리막의 폭방향을 따라 이동하는 제1이동부가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 스택테이블은, 상기 분리막의 하부에 배치되며, 제1높낮이조절부가 구비된 고정프레임과, 상기 제1높낮이조절부에 의해 높낮이 조절이 가능하도록 상기 고정프레임의 상단에 위치되며, 상부에 상기 전극판이 안착되는 안착패널과, 상기 안착패널의 상부에 배치되며, 제2높낮이조절부에 의해 상기 전극판의 상부면에 밀착 또는 이격되는 밀착패널부와, 상기 고정프레임의 양측에 한쌍으로 배치되며, 상기 전극판의 양측단을 고정하는 고정클램프로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 분리막의 유입속도에 맞춰 상기 양극판이송수단, 상기 음극판이송수단, 상기 전극판이송수단 및 상기 스택테이블을 제어하는 제어부가 더 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 이차전지용 전극적층장치에 따르면, 분리막(세퍼레이터)사이에 음극판과 양극판이 지그재그방식으로 교차되도록 적층하여 Z-스택킹 형태의 셀 스택을 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 2개의 이동부가 레일을 따라 일정한 경로를 따라 이동하여 한싸이클에 각각의 음극판과 양극판을 분리막에 2번 공급하여 공급속도를 향상시킨 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 분리막에 음극판과 양극판을 다른 위치에서 동시에 접촉시킨 후 접촉된 음극판과 양극판을 같이 고정시켜 한번에 이동하는 작업공정을 통해 장치 및 공정을 단순화하여 오작동 및 불량률을 감소시키며, 작업속도를 향상시시킨 이점이 있다.
본 발명에 따르면, 적층된 전극판을 밀착패널부와 고정클램프를 통해 전극판의 적층시 간섭이 발생하지 않은 상태에서 적층된 전극판을 용이하게 고정하여 전극판의 휨, 굴곡 등의 불량 및 변형을 방지하고 전극판의 이탈되는 것을 예방할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제어부에 의해 음극판, 양극판 및 분리막의 이동, 접촉 및 고정 등의 공정을 유기적으로 작동할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 전극적층장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 양극판이송수단 및 음극판이송수단을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 고정패널에 제1이동부가 결합된 전극판이송수단을 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 전극판이송블록에 제1이동부가 결합된 전극판이송수단을 도시한 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 스택테이블을 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 제어부의 제어상태를 도시한 블록도,
도 7은 본 발명에 따른 양극판이송수단 및 음극판이송수단의 배치상태를 도시한 개념도,
도 8은 본 발명에 따른 셀 스택의 적층상태를 도시한 개념도,
도 9는 본 발명에 따른 양극판이송수단 및 음극판이송수단의 작동태를 도시한 작동도,
도 10은 본 발명에 따른 전극판이송수단의 작동상태를 도시한 작동도,
도 11은 본 발명에 따른 스택테이블의 작동상태를 도시한 작동도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 이차전지용 전극적층장치에 관하여 첨부된 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 전극적층장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 양극판이송수단 및 음극판이송수단을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전극판이송수단을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스택테이블을 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 제어부의 제어상태를 도시한 블록도이며, 도 6은 본 발명에 따른 셀 스택의 적층상태를 도시한 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 양극판이송수단 및 음극판이송수단의 작동태를 도시한 작동도이고, 도 8은 본 발명에 따른 전극판이송수단의 작동상태를 도시한 작동도이며, 도 9는 본 발명에 따른 스택테이블의 작동상태를 도시한 작동도이다.
도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명은 이차전지용 전극적층장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 음극판과 양극판을 세퍼레이터(분리막)의 양면에 동시에 배치한 상태에서 동시에 운반하여 음극판과 양극판을 교대로 적층되는 셀 스택의 작업시간을 현저히 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극적층장치에 관한 것이다.
아울러 후술되는 기재내용 중 상하이동, 높이조절, 좌우이동, 길이방향이동, 폭방향이동 등의 작동구성이 기재된 레일부, 제1이동부, 제2이동부, 제3이동부, 제1높낮이조절부 및 제2높낮이조절부는 리니어모터, 볼스크류, 실린더, 벨트, 기어 등의 구성 중 어느 하나로 이루어지되 이외에 동작에 의한 다양한 구성으로 변형이 가능한 것이 바람직하다.
이를 위해 본 발명은 연속적으로 공급되는 분리막에 음극판과 양극판을 이송하여 지그재그로 배치할 수 있도록 양극판이송수단(100), 음극판이송수단(200), 전극판이송수단(300) 및 스택테이블(400)로 구성된다.
이에 앞서, 상기 분리막(11)은 분리막공급수단(500)에 권취된 상태에서 연속적으로 항시 공급할 수 있도록 배치된다.
또한, 상기 분리막(11)은 전지의 양극과 음극 사이에 배치하여 두 전극이 접촉되는 것을 방지하며, 이온은 통하지만 두 전극을 단락을 막을 수 있는 세퍼레이터로 이루어진다.
상기 양극판이송수단(100)은 상기 분리막(11)의 일측방향에서 양극판(13)을 상기 분리막(11)의 상부면으로 이동시킨다.
상기 음극판이송수단(200)은 상기 분리막(11)의 타측방향에서 음극판(12)을 상기 분리막(11)의 하부면으로 이동시킨다.
상기 전극판이송수단(300)은 상기 분리막(11)의 상면과 하면에 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12)이 밀착되어 이루어진 전극판(10)의 양측단을 잡아 이송한다.
아울러 상기 전극판(10)은 상기 분리막(11)의 상부와 하부에 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12)을 접촉된 상태로 이루어진다.
상기 스택테이블(400)은 상기 전극판이송수단(300)에 의해 이동된 상기 전극판(10)이 적층된다.
여기서 상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200) 및 상기 스택테이블(400)은 동일한 간격으로 순차적으로 배치된다.
즉, 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200) 사이의 간격과 상기 음극판이송수단(200)과 상기 스택테이블(400) 사이의 간격을 상호 동일하게 배치되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 전극판이송수단(300)을 통해 순차적으로 배치되어 상기 분리막(11에 접촉된 상기 음극판(12) 및 상기 양극판(13)을 순차적으로 이동하여 상기 음극판이송수단(200), 상기 양극판이송수단(100)과 상기 스택테이블(400)을 따라 순차적으로 이동이 이루어진다.
이를 통해 권취된 상기 분리막(11)이 공급하면, 상기 분리막(11)의 상부면에 상기 양극판(13) 하부면에 상기 음극판(12)을 접촉되어 형성된 상기 전극판(10)을 상기 전극판이송수단(300)을 통해 상기 스택테이블(400)에 적층한다.
이때 상기 분리막(11)은 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12) 사이에서 지그재그 형태로 이루어진다.
그리고 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 동일한 위치에 배치가 가능하다.
즉, 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 동일한 위치의 상/하에서 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12)판을 상기 분리막(11)에 공급할 수 있다.
이때, 상기 양극판이송수단(100)과 상기 전극판이송수단(300)은 작동시 상호 간에 간섭이 발생하지 않도록 작동이 이루어지는 것이 바람직하다.
이를 통해 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)을 일정한 간격으로 배치하거나 동일한 위치에 배치되도록 위치를 용이하게 배치할 수 있다.
즉, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200) 및 상기 스택테이블(400)은 동일한 간격으로 순차적으로 배치되며, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 상하방향에 동일 위치에 배치한 상태에서 일정간격 이격되어 상기 스택테이블(400)이 배치된다.
다음으로는 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200), 상기 전극판이송수단(300) 및 상기 스택테이블(400)의 각각의 구성에 대하여 설명하기로 한다.
먼저 상기 양극판이송수단(100)은 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)의 상단에 공급할 수 있도록 제1양극판이송레일(110), 제1양극판이동부(120), 제2양극판이송레일(130) 및 상기 제2양극판이동부(140)로 구성된다.
상기 제1양극판이송레일은 상기 분리막의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막의 상부에 위치한다.
이러한 상기 제1양극판이송레일(110)은 길이방향으로 배치된 상기 분리막(11에 수직방향으로 배치하며, 별도의 프레임 등을 통해 상기 분리막(11)의 상부에 위치되도록 설치한다.
따라서 상기 제1양극판이송레일(110)은 길이방향을 따라 가이드홈(GH)이 형성되며, 상기 가이드홈(GH)에 삽입된 상기 제1양극판이동부(120)를 길이방향으로 이동시키는 레일부(R)가 형성된다.
상기 제1양극판이동부(120)는 상기 제1양극판이송레일(110)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1양극판이송블록(121)과 상기 제1양극판이송블록(121)의 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 상기 양극판(13)이 접촉되는 제1양극판패널(122)이 형성된 제1양극판이송블록(121)으로 이루어진다.
따라서 상기 제1양극판이동부(120)는 상기 제1양극판이송레일(110)에 결합되는 제1양극판이송블록(121)이 길이방향을 따라 수평이동이 이루어진다.
그리고 상기 제1양극판이송블록(121)의 하부에서 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하도록 상기 제1양극판패널(122)이 결합된다.
여기서 상기 제1양극판이송블록(121)는 상기 제1양극판패널(122)의 높낮이 조절을 통해 수직이동이 이루어진다.
이를 통해 상기 제1양극판패널(122)은 상기 제1양극판이송레일(110)과 상기 제1양극판이송블록(121)에 의해 각각 수직 및 수평방향의 이동이 가능하여 유기적인 작동이 이루어진다.
또한, 상기 제1양극판패널(122)은 상기 분리막(11)의 측면에서 유입되는 상기 양극판(13)을 밀착, 흡착, 접착 등 다양한 방법을 통해 고정하여 상기 분리막(11의 상부면으로 이동시킬 수 있다.
상기 제2양극판이송레일(130)은 상기 제1양극판이송레일(110)의 상부에서 상기 분리막의 수직방향으로 배치된다.
여기서 상기 제2양극판이송레일(130)은 상기 제1양극판이송레일(110)과 동일한 구성으로 이루어진다.
상기 제2양극판이동부(140)는 상기 제2양극판이송레일(130)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2양극판이송블록(141)과 상기 제2양극판이송블록(141)의 상부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 양극판(13)이 접촉되는 제2양극판패널(142)이 형성된 제2양극판이송블록(141)으로 이루어진 제2양극판이동부(140)로 이루어진다.
이러한 상기 제2양극판이동부(140)는 상기 제2양극판이송레일(130)에 결합되되, 상기 제1양극판이동부(120)와 동일한 구성으로 이루어진다.
여기서 상기 제1양극판패널(122)과 상기 제2양극판패널(142)은 상기 제1양극판이송레일(110)의 하부면에 위치되되, 상기 제1양극판이송레일(110)의 길이방향을 따라 중앙부분의 동일선상에 배치한다.
또한 상기 제1양극판이송블록(121)은 상기 제1양극판이송레일(110)의 타측에 배치되고, 상기 제2양극판이송블록(141)은 상기 제1양극판이송레일(110)의 일측에 배치되어 상호 간섭이 발생하지 않도록 이루어지는 것이 바람직하다.
이를 통해 상기 제1양극판패널(122)과 상기 제2양극판패널(142)은 상기 제1양극판이송레일(110) 및 상기 제2양극판이송레일(130)을 따라 수평방향이동과 상기 제1양극판이송블록(121)과 상기 제2양극판이송블록(141)을 따라 수직방향의 이동이 가능하여 일정한 경로를 반복적으로 이동하여 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11))의 상부면에 연속적으로 이동시킬 수 있다.
그리고 상기 음극판이송수단(200)은 상기 음극판(12)을 상기 분리막(11)의 하단에 공급할 수 있도록 제1음극판이송레일(210), 제1음극판이동부(220), 제1음극판이송레일(210) 및 상기 제2음극판이동부(240)로 구성된다.
상기 제1음극판이송레일(210)은 상기 분리막(11)의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막(11)의 하부에 위치한다.
상기 제1음극판이동부(220)는 상기 제1음극판이송레일(210)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1음극판이송블록(221)과 상기 제1음극판이송블록(221)의 하부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 상기 음극판(12)이 접촉되는 제1음극판패널(222)이 형성된다.
상기 제2음극판이송레일(230)은 상기 제1음극판이송레일(210)의 하부에서 상기 분리막의 수직방향으로 배치된다.
상기 제2음극판이동부(240)는 상기 제2음극판이송레일(230)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2음극판이송블록(241)과 상기 제2음극판이송블록(241)의 하부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 상기 음극판(12)이 접촉되는 제2음극판패널(242)이 형성된다.
여기서 상기 제1음극판패널(222)과 상기 제2음극판패널(242)은 상기 제1음극판이송레일(210)의 상부면에 위치되되, 상기 제1음극판이송레일(210)의 길이방향을 따라 중앙부분의 동일선상에 배치한다.
이와 같이 상기 음극판이송수단(200)은 상기 양극판이송수단(100)과 구성 및 결합관계가 동일하게 이루어지되, 상기 분리막(11)을 기준으로 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 상부와 하부에 대칭으로 배치된다.
즉, 상기 양극판이송수단(100)은 상기 분리막(11)의 일측 상부 방향에 배치되어 상기 음극판(12)을 상기 분리막(11)의 상부면에 접촉시키고, 상기 음극판이송수단(200)은 상기 분리막(11)의 타측 하부방향에 배치되어 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)의 하부면에 접촉시킬 수 있다.
따라서 상기 양극판이송수단(100)은 상기 양극판이송수단(100)과 동일한 구성으로 이루어짐에 따라 상기 음극판이송수단(200)의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로 상기 전극판이송수단(300)에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
상기 전극판이송수단(300)은 상기 전극판(10)을 이송할 수 있도록 전극판이송레일(310), 전극판이송블록(320), 고정패널(330)로 이루어진다.
이에 앞서, 상기 전극판이송수단(300)은 상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 양측에 대칭으로 배치된 한쌍으로 이루어지며, 동일한 구성이 각각 배치되어 동시에 작동이 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 전극판이송레일(310)은 상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 상기 분리막(11)의 상부에 배치된다.
이러한 상기 전극판이송레일(310)은 상기 분리막(11)의 상부에 위치하도록 별도의 프레임을 통해 고정되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 전극판이송레일(310)은 하부 또는 양측면에 가이드홈(GH)이 형성되어 상기 가이드홈(GH)을 통해 삽입된 상기 전극판이송블록(320)이 연결되어 길이방향으로 이동시키는 레일부(R)가 형성된다.
이러한 상기 레일부(R)는 통상적으로 상기 전극판이송블록(320)을 길이방향으로 이동한다.
상기 전극판이송블록(320)은 상기 전극판이송레일(310)에 길이방향으로 이동가능하게 배치되며, 하부면에 높낮이 조절이 가능한 제2이동부(321)가 형성된다.
따라서 상기 전극판이송블록(320)은 상기 전극판이송레일(310)의 상기 레일부(R)에 결합되어 상기 전극판이송레일(310)의 길이방향으로 수평이동이 가능하다.
상기 고정패널(330)은 상기 전극판이송블록(320)의 하부에 위치하여 상기 제2이동부(321)에 의해 높낮이 조절이 가능하며, 상기 분리막(11), 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)의 측단을 고정하는 제1밀착부재(331)와 제2밀착부재(332)로 형성된다.
여기서 상기 고정패널(330)은 상기 제2이동부(321)에 의해 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하다.
그리고 제1밀착부재(331)와 제2밀착부재(332)는 상기 분리막(11)의 상하면에 밀착된 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)의 측단을 상부와 하부에서 잡아 고정할 수 있도록 이루어진다.
여기서 상기 제2이동부(321)는 2개가 배치되어 상기 제1밀착부재(331)와 상기 제2밀착부재(332)를 개별적으로 높낮이 조절이 가능하게 이루어진다.
즉, 상기 제1밀착부재(331)는 상기 분리막(11)의 상부에 위치하도록 상기 제2이동부(321)에 결합되어 상기 양극판(13)의 상부에 배치된다.
그리고 상기 제2밀착부재(332)는 상기 분리막(11)의 측면으로 이탈되어 상기 제2이동부(321)에 결합된다.
여기서 상기 제2밀착부재(332)는 상기 제2이동부(321)에 결합되는 브라켓(333)과 상기 브라켓(333)에 결합되어 상기 분리막(11)의 접착된 음극판(12)의 하부면을 위치되는 돌출부재(334)로 구성된다.
이를 통해 상기 고정패널(330)은 상기 제1밀착부재(331)의 높낮이 조절을 통해 상기 양극판(13)의 상면에 밀착되고 상기 제2밀착부재(332)는 높낮이 조절을 통해 상기 음극판(12)의 하면에 밀착되어 상기 전극판(10)의 측단부분의 상/하부를 밀착시켜 고정할 수 있다.
또한 상기 고정패널(330)은 동일한 간격으로 배치된 상기 양극판(13), 상기 음극판(12) 및 상기 스택테이블(400) 중 두군데의 위치에서 동시에 상기 양극판(13), 상기 분리막(11) 및 상기 음극판(12)을 고정할 수 있는 넓이로 이루어진다.
즉, 상기 양극판이송수단(100)에 의해 상기 분리막(11)에 접촉된 상기 양극판(13)과, 상기 음극판이송수단(200)에 의해 상기 분리막(11)에 접촉된 상기 음극판(12)을 동시에 고정하여 이동한다.
상기 전극판이송블록(320) 및 상기 고정패널(330) 중 어느 하나에 설치되어 상기 고정패널(330)을 상기 분리막(11)의 폭방향을 따라 이동하는 제1이동부(340)가 포함된다.
따라서 상기 제1이동부(340)는 상기 전극판이송블록(320)과 상기 고정패널(330) 중 선택되는 어느 하나에 설치가 가능하다.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1이동부(340)는 상기 고정패널(330)에 결합되어 상기 제2밀착부재(332)를 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동시켜 측면으로 이탈시킬 수 있다.
즉, 상기 제2밀착부재(332)의 상기 브라켓(333)에 결합되어 상기 돌출부재(334)를 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동이 가능하다.
이때, 상기 제1이동부(340)는 상기 기재한 바와 같이 리니어모터, 볼스크류, 실린더, 벨트 및 기어 등의 구성 중 어느 하나로 이루어져 상기 브라켓(333)과 상기 돌출부재(334)는 폭방향이동이 가능한 다양한 결합구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
이에 따른 일예로, 제1이동부(340)는 상기 브라켓(333)에 결합되며, 동력에 의해 회전하는 피니언기어와, 상기 돌출부재(334)의 측면에서 상기 피니언기어와 맞물리는 래크기어로 구성된다.
이를 통해 상기 피니언기어의 회전시 상기 래크기어가 이동함에 따라 상기 제2밀착부재(332)를 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동된다.
이와 같이 상기 제1이동부(340)는 상기 돌출부재(334)가 상기 제1밀착부재(331) 및 상기 분리막(11)에서 이탈된다.
그리고 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1이동부(340)는 상기 전극판이송블록(320)에 결합되어 상기 전극판이송블록(320) 및 상기 고정패널(330)을 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동시켜 측면으로 이탈시킬 수 있다.
따라서 상기 제1이동부(340)는 상기 전극판이송레일(310)에 상단부분이 이동가능하게 결합되고, 하단면에 상기 전극판이송블록(320)이 결합된 전극판보조블록(341)에 설치되어 상기 전극판이송블록(320)을 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동시킨다.
이를 통해 상기 제1이동부(340)는 상기 전극판이송블록(320)을 상기 분리막(11)의 폭방향으로 이동시켜 상기 고정패널(330)이 상기 분리막(11)의 측면에서 이탈할 수 있다.
마지막으로 상기 스택테이블(400)은 상기 전극판(10)을 적층할 수 있도록 고정프레임(410), 안착패널(420), 밀착패널부(430) 및 고정클램프(440)로 이루어진다.
상기 고정프레임(410)은 상기 분리막(11)의 하부에 배치되며, 제1높낮이조절부(411)가 구비된다.
이러한 상기 고정프레임(410)은 상기 분리막(11) 보다 낮은 높이로 형성된다.
상기 안착패널(420)은 상기 제1높낮이조절부(411)에 의해 높낮이 조절이 가능하도록 상기 고정프레임(410)의 상단에 위치되며, 상부에 상기 전극판(10)이 안착된다.
따라서 상기 안착패널(420)은 상기 제1높낮이조절부(411)에 의해 높이조절이 가능하되, 상기 분리막(11) 보다 하부에 위치하여 상기 전극판(10)이 상기 전극판이송수단(300)에 의해 안착될 수 있는 높이로 배치된다.
아울러 상기 안착패널(420)은 상기 전극판이송수단(300)의 작동에 따라 높낮이를 조절하여 상기 전극판(10)이 용이하게 적층하며, 적층된 높이에 따라 상기 안착패널(420)을 높이를 낮출 수 있다.
상기 밀착패널부(430)는 상기 안착패널(420)의 상부에 배치되며, 제2높낮이조절부(431)에 의해 상기 전극판(10)의 상부면에 밀착 또는 이격된다.
이러한 상기 밀착패널부(430)는 상기 안착패널(420)의 상부에 위치하도록 별도의 프레임을 통해 위치를 고정한 상태에서 상기 제2높낮이조절부(431)에 의해 상기 전극판(10)의 상부면을 밀착하여 적층된 다수개의 상기 전극판(10)을 지지한다.
아울러 상기 밀착패널부(430)는 상기 전극판(10)의 폭보다 상대적으로 작은 폭으로 형성되어 상기 전극판이송수단(300) 및 상기 고정클램프(440)와 간섭이 발생하지 않도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 고정클램프(440)는 상기 고정프레임(410)의 양측에 한쌍으로 배치되며, 상기 전극판(10)의 양측단을 고정한다.
따라서 상기 고정클램프(440)는 상기 전극판(10)의 양측단의 상부면을 고정할 수 있도록 제3이동부(441), 승하강부재(442) 및 지지부재(443)로 이루어진다.
상기 제3이동부(441)는 상기 고정프레임(410)의 양측에 각각 설치되어 상기 분리막(11)의 폭방향을 따라 이동할 수 있도록 이루어진다.
상기 승하강부재(442)는 상기 제3이동부(441)에 하단이 결합되어 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하다.
상기 지지부재(443)는 일측끝단이 상기 승하강부재(442)의 상부면에 고정되며, 타측이 상기 전극판(10)의 상부에 위치한다.
이를 통해 상기 승하강부재(442)에 의해 상기 지지부재(443)를 승하강시켜 적측된 다수개의 상기 전극판(10)의 양측단을 고정할 수 있다.
그리고 상기 분리막(11)에 밀착되는 상기 음극판(12)과 상기 양극판의 반대면에는 상기 분리막(11)을 지지하는 지지수단(700)이 포함된다.
이러한 상기 지지수단(700)은 상기 양극판이송수단(100) 및 상기 음극판이송수단(200)에 의해 이동된 상기 음극판(12) 및 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11))에 밀착시 반대편에서 지지되어 용이하게 상기 음극판(12)과 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)에 밀착시킬 수 있도록 이루어진다.
즉, 상기 양극판이송수단(100)이 배치된 상기 분리막(11)의 하부면과 상기 음극판이송수단(200)이 배치된 상기 분리막(11)의 상부면에 상기 지지수단(700)이 각각 배치된다.
이러한 상기 지지수단(700)은 고정부재(710)와 상기 고정부재(710)에 결합되어 승하강 가능한 이동부재(720)로 이루어진다.
따라서 상기 고정부재(710)는 상기 기재된 상기 분리막(11)의 상부면과 하부면에 위치하도록 별도의 프레임 등을 통해 특정위치에 설치한다.
또한, 상기 이동부재(720)는 상기 고정부재(710)에 승하강가능하게 결합되어 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)이 밀착될 때 충격을 완화시키며, 상기 분리막(11이 용이하게 이동할 수 있도록 이루어진다.
이를 통해 상기 이동부재(720)는 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)보다 상대적으로 작은 폭으로 이루어져, 상기 전극판이송수단(300)을 통해 상기 전극판(10)의 측단을 지지할 때 간섭이 발생하지 않도록 이루어진다.
아울러 상기 지지부재(700)는 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)이 동일한 위치에 배치될 경우 별도로 설치할 필요없이 작동이 가능하다.
그리고 상기 분리막(11)의 유입속도에 맞춰 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200), 상기 전극판이송수단(300) 및 상기 스택테이블(400)을 제어하는 제어부(600)가 더 포함된다.
따라서 상기 제어부(600)는 상기 양극판이송수단(100) 및 상기 음극판이송수단(200)을 제어하여, 상기 분리막공급수단(500)에 의해 연속적으로 공급되는 상기 분리막(11)의 상부면과 하부면에 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)을 순차적으로 접촉시킨다.
또한 상기 제어부(600)는 상기 전극판이송수단(300)을 제어하여, 상기 분리막(11에 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)이 접촉된 상기 전극판(10)을 상기 스택테이블(400)로 운반한다.
마지막으로 상기 제어부(600)는 상기 스택테이블(400)을 제어하여, 상기 전극판이송수단(300)에서 운반되는 상기 전극판(10)을 고정하여 적층한다.
이와 같이 상기 제어부(600)는 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200), 상기 전극판이송수단(300) 및 상기 스택테이블(400)을 순차적으로 작동하여 상기 전극판(10)을 적층할 수 있도록 이동위치, 순서 등을 제어한다.
다음으로는 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이차전지용 전극적층장치의 작동상태에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 기재된 바와 같이 상기 분리막공급수단(500)에 권취된 상기 분리막(11이 연속적으로 공급된다.
이때, 상기 분리막(11)의 공급된 방향을 따라 상부에 상기 양극판이송수단(100), 하부에 상기 양극판이송수단(100)과 상기 스택테이블(400)이 동일한 간격을 가지도록 순차적으로 배치된다.
그리고 상기 분리막(11)의 상부에는 상기 양극판이송수단(100) 다음에 상기 전극판이송수단(300)이 배치된다.
이와 같이 상기 분리막(11)이 공급된 방향을 따라 순차적으로 각각 설치된 상태에서 상기 양극판(13), 상기 음극판(12)을 상기 분리막(11)에 공급한다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 분리막(11)이 먼저 공급되어 길이방향으로 배치되면, 상기 양극판이송수단(100)을 통해 상기 분리막(11)의 상단에 상기 양극판(13)을 접촉시킨다.
그리고 상기 전극판이송수단(300)을 통해 상기 분리막(11)에 접촉된 상기 양극판(13)의 양측단을 고정하여 상기 음극판이송수단(200)으로 이동한다.
이렇게 이동된 상기 양극판(13)이 접촉된 상기 분리막(11)의 하부면에는 상기 음극판이송수단(200)을 통해 상기 음극판(12)을 접촉시킨다.
이를 통해 상기 분리막(11)의 상부면에는 상기 양극판(13)이 접촉되고 하부면에는 상기 음극판(12)이 접촉되어 상기 전극판(10)을 형성된다.
이때, 상기 양극판이송수단(100)은 상기 음극판이송수단(200)과 동시에 작동됨에 따라 상기 분리막(11)의 상부에 상기 양극판(13)을 접촉시킨다.
그리고 상기 전극판(10)이 형성되면, 상기 전극판이송수단(300)은 상기 음극판이송수단(200)에 배치된 상기 전극판(10)과, 상기 양극판이송수단(100)에서 상기 분리막(11)의 상부면에 접촉된 상기 양극판(13)의 양측단을 고정하여 이동한다.
따라서 상기 전극판이송수단(300)의 이송에 의해 상기 음극판이송수단(200)에 배치된 상기 전극판(10)은 상기 스택테이블(400)로 이동되고, 상기 양극판이송수단(100)에서 상기 분리막(11)의 상부면에 접촉된 상기 양극판(13)은 상기 음극판이송수단(200)으로 이동한다.
마지막으로 상기 스택테이블(400)은 상기 전극판이송수단(300)의 이동에 맞춰 상기 밀착패널부(430)와 상기 고정클램프(440)가 각각 이동하여 상기 전극판(10)을 적층한다.
여기서 상기 안착패널(420)은 적층된 상기 전극판(10)의 높이 및 상기 전극판이송수단(300)을 통해 상기 전극판(10)을 이동시 용이하게 적층할 수 있도록 높낮이가 조절된다.
이와 같이 상기 분리막(11)에 상기 양극판(11) 및 상기 음극판(12)을 상/하부면에 접촉되어 형성된 상기 전극판(10)은 상기 스택테이블(400)에 적층하여 Z-스택킹형태의 셀 스택을 제조할 수 있다.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 다음과 같이 작동하여 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12)을 빠른 시간내에 연속적으로 공급할 수 있다.
여기서 상기 양극판이송수단(100)과 상기 음극판이송수단(200)은 동일한 구성으로 이루어짐에 따라 상기 양극판이송수단(100)의 작동상태에 대하여 설명하며, 상기 음극판이송수단(200)의 작동상태 설명은 생략하기로 한다.
여기서 상기 제1양극판이송레일(110)과 상기 제2양극판이송레일(130)은 일측끝단은 상기 양극판이 유입되고, 타측끝단은 상기 분리막의 상부에 배치된다.
그리고 상기 제1양극판이동부(120)는 상기 제1양극판이송레일(110)의 일측끝단에 배치되고, 상기 제2양극판이동부(140)는 상기 제2양극판이송레일(130)의 타측끝단에 배치된다.
따라서 상기 제1양극판이동부(120)에서 상기 양극판(13)을 공급받아 상기 제1양극판이송레일(110)의 타측을 향해 길이방향으로 이동하여 상기 분리막(11)의 하부로 이동한다.
이때, 상기 제2양극판이동부(140)는 상기 제1양극판이동부(120)와 동시에 작동되며, 상기 제2양극판이송레일(130)의 일측을 향해 길이방향으로 이동하여 상기 양극판(13)을 공급받을 수 있다.
다음으로 상기 제1양극판이동부(120)는 하강하여 상기 분리막(11)의 상부에 상기 양극판(13)을 접촉시키고 상기 제2양극판이동부(140)는 상기 양극판(13)이 접착되어 상승한다.
그리고 상기 제1양극판이동부(120)는 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)에 접촉시킨 후 상기 양극판(13)을 공급받을 수 있도록 상기 제1양극판이송레일(110)의 일측으로 이동되고, 상기 제2양극판이동부(140)는 공급된 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)에 접촉시킬 수 있도록 상기 제2양극판이송레일(130)의 타측으로 이동한다.
이와 같아 상기 제1양극판이동부(120)와 상기 제2양극판이동부(140)는 일정한 경로를 따라 반복적으로 이동하여 상기 양극판(13)을 이동시켜 상기 분리막(11))의 상부에 접촉시킬 수 있다.
또한, 상기 제1양극판이동부(120)와 상기 제2양극판이동부(140)가 동시에 한 싸이클에 맞춰 이동함에 따라 신속하게 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)에 접촉시켜 작업시간을 향상시킬 수 있다.
다음으로는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 전극판이송수단(300)은 다음과 같이 작동하여 상기 분리막(11)에 접착된 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)을 순차적으로 이동할 수 있다.
먼저, 상기 전극판이송수단(300)은 상기 전극판이송레일(310)에 의해 상기 고정패널(330)을 상기 분리막(11)의 길이방향으로 이동하고, 상기 제1이동부(340)를 통해 상기 고정패널(330)을 상기 분리막의 폭방향으로 이동하고, 상기 전극판이송블록(320)의 상기 제2이동부(321)에 의해 상기 고정패널(330)의 높낮이 조절이 가능하다.
이를 통해 상기 고정패널(330)은 ① 위치의 상기 양극판(13)과 ② 위치의 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)을 동시에 고정한 상태에서 상기 전극판이송레일(310)의 길이방향을 따라 이동하여 ①의 위치는 ②의 위치로, ②의 위치는 ③의 위치로 이동한다.
따라서, ①의 위치에 접촉된 상기 양극판은 ②의 위치의 상기 음극판(12)이 접촉되는 위치로 이동하고, ②의 위치에서 형성된 상기 전극판(10)은 ③의 위치인 상기 스택테이블(400)에 접측한다.
이때, 상기 고정패널(330)은 상기 전극판(10)을 고정한 상태에서 상기 전극판이송블록(320)에 의해 일정간격 상부로 이동하여 상기 스택테이블(400)의 상부로 이동한 후 상기 고정패널(330)을 하부로 이동시켜 상기 전극판(10)을 용이하게 적층할 수 있다.
그리고 상기 고정패널(330)은 ③의 위치에 상기 전극판(10)을 적층되면, 상기 고정패널(330)은 상기 전극판(10)과 밀착된 상태를 풀고 상기 제1이송부(340)에 의해 상기 분리막(11)의 폭방향을 따라 외측으로 이동하여 상기 전극판(10)에서 이탈된다.
이 후, 상기 고정패널(330)은 상기 전극판이송레일(310) 및 상기 제1이동부(340)에 의해 길이방향 및 폭방향을 따라 동시에 이동하여 ②의 위치로 복귀한다.
아울러 ①의 위치에서 ②의 위치 이동은 ②의 위치에서 ③의 위치 변화에 따라 동시에 이동하여 ① 위치의 상기 양극판(13)을 ②로 이동한다.
이와 같이 상기 전극판이송수단(300)은 ②의 위치와 ③의 위치를 삼각형상의 경로를 반복적으로 이동하여 상기 양극판(13) 및 상기 전극판(10)을 동시에 이동시킨다.
다음으로 도 11에 도시된 바와 같이 상기 스택테이블(400)은 다음과 같이 작동하여 상기 전극판(10)을 적층시킨다.
먼저, 상기 스택테이블(400)은 상기 안착패널(420)에 상기 전극판이송수단(300)에 의해 상기 전극판(10)이 안착된다.
이때, 상기 밀착패널부(430)는 상기 전극판(10)이 공급되기 전에 상부로 상승하여 상기 전극판(10)이 안착될 수 있도록 이루어진다.
여기서 상기 고정클램프(440)는 상기 밀착패널부(430)가 상승하기 전 상기 전극판이송수단(300)에 의해 안착된 상기 전극판(10)을 고정한다.
그리고 상기 전극판(10)이 안착되면 상기 밀착패널부(430)가 하강하여 상기 전극판(10)의 상부면을 말착한다.
여기서 상기 밀착패널부(430)가 안착되면, 상기 고정패널(330)은 상기 고정프레임(410)의 양측으로 이동하여 상기 전극판(10)에서 이탈하여 상기 기재된 바와 같이 일정한 경로를 따라 이동한다.
이 후 상기 전극판(10)을 고정하고 있는 상기 고정클램프(440)는 상기 고정프레임(410)의 양측으로 이동하여 상기 전극판(10)에서 이탈시킨 상태에서 상부로 이동하여 상기 안착패널(420)에 안착된 상기 전극판(10)의 상부에 위치한다.
그리고 상기 고정클램프(440)는 상기 전극판(10) 내측으로 다시 이동한 뒤 하강하여 상기 전극판(10)을 고정한다.
이때, 상기 안착패널(420)은 적층된 상기 전극판(10)에 맞춰 하강하여 상기 전극판이송수단(300)을 통해 상기 전극판(10)이 적층되도록 적층된 상기 전극판(10)의 높이를 조절한다.
이와 같이 상기 스택테이블(400)은 다수개의 전극판이 적층할 수 있도록 이루어진다.
또한, 상기 전극판(10)이 동일한 동작에 의해 적층될 때, 상기 분리막(11)은 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12) 사이에 지그재그 방식으로 배치된다.
이를 통해 상기 음극판(12)과 상기 양극판(13)은 신속하게 상기 분리막(11))에 공급할 수 있어 작업시간을 단축하여 동일시간 대비 많은 양의 작업량을 수행할 수 있다.
또한, 상기 음극판(12)와 상기 양극판(13)은 일정한 간격으로 이동하여 오작동을 방지하고, 이동 동작 시 상기 분리막(11)이 지그재그 방식으로 배치되어 작업공정을 간소화 시킬 수 있다.
그리고 상기 스택테이블(400)은 적층된 상기 전극판(10)을 용이하게 고정하며, 연속적으로 공급되는 상기 전극판(10)을 용이하게 적층할 수 있도록 높낮이를 조절하여 적층된 상기 전극판(10)이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
10: 전극판 11: 분리막 12: 음극판
13: 양극판
100: 양극판이송수단
110: 제1양극판이송레일
120: 제1양극판이동부 121: 제1양극판이송블록
122: 제1양극판패널
130: 제2양극판이송레일
140: 제2양극판이동부 141: 제2양극판이송블록
142: 제2양극판패널
200: 음극판이송수단
210: 제1음극판이송레일
220: 제1음극판이동부 221: 제1음극판이송블록
222: 제1음극판패널
230: 제2음극판이송레일
240: 제2음극판이동부 241: 제2음극판이송블록
242: 제2음극판패널
300: 전극판이송수단
310: 전극판이송레일
320: 전극판이송블록 321: 제2이동부
330: 고정패널 331: 제1밀착부재
332: 제2밀착부재
333: 브라켓
334: 돌출부재
340: 제1이동부 341: 전극판보조블록
400: 스택테이블
410: 고정프레임 411: 제1높낮이조절부
420: 안착패널
430: 밀착패널부 431: 제2높낮이조절부
440: 고정클램프 441: 제3이동부
442: 승하강부재
443: 지지부재
500: 분리막공급수단
600: 제어부
700: 지지수단 710: 고정부재
720: 이동부재
GH: 가이드홈 R: 레일부

Claims (7)

  1. 연속적으로 공급되는 분리막에 음극판과 양극판을 이송하여 지그재그로 배치하는 셀 스택 적층하는 이차전지용 전극적층장치에 있어서,
    상기 분리막(11)의 일측방향에서 상기 양극판(13)을 상기 분리막(11)의 상부면으로 이동시키는 양극판이송수단(100);
    상기 분리막(11)의 타측방향에서 상기 음극판(12)을 상기 분리막(11)의 하부면으로 이동시키는 음극판이송수단(200);
    상기 분리막(11)의 상면과 하면에 상기 양극판(13)과 상기 음극판(12)이 밀착되어 이루어진 전극판(10)의 양측단을 잡아 이송하는 전극판이송수단(300);
    상기 전극판이송수단(300)에 의해 이동된 전극판(10)이 적층되는 스택테이블(400)로 이루어지되,
    상기 스택테이블(400)은,
    상기 분리막(11)의 하부에 배치되며, 제1높낮이조절부(411)가 구비된 고정프레임(410)과,
    상기 제1높낮이조절부(411)에 의해 높낮이 조절이 가능하도록 상기 고정프레임(410)의 상단에 위치되며, 상부에 상기 전극판(10)이 안착되는 안착패널(420)과,
    상기 안착패널(420)의 상부에 배치되며, 제2높낮이조절부(431)에 의해 상기 전극판(10)의 상부면에 밀착 또는 이격되는 밀착패널부(430)와,
    상기 고정프레임(410)의 양측에 한쌍으로 배치되며, 상기 전극판(10)의 양측단을 고정하는 고정클램프(440)로 이루어지고,
    상기 분리막(11)에 밀착되는 상기 음극판(12)과 상기 양극판(13)의 반대면에는 상기 분리막(11)을 지지하는 지지수단(700)이 포함되어 이루어지되,
    상기 지지수단(700)은,
    상기 분리막(11)의 상부면과 하부면에 위치하여 설치되는 고정부재(710)와,
    상기 고정부재(710)에 승하강 가능하게 결합되어 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)이 밀착될 때 충격을 완화시키며, 상기 분리막(11)이 용이하게 이동할 수 있도록 설치되는 이동부재(720)로 이루어지고,
    상기 양극판이송수단(100)은,
    상기 음극판이송수단(200)과 동시에 작동되어 상기 분리막(11)의 상부에 상기 양극판(13)을 접촉시키는 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200) 및 상기 스택테이블(400)은 동일한 간격으로 순차적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 양극판이송수단(100)은,
    상기 분리막(11)의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막(11)의 상부에 위치한 제1양극판이송레일(110)과,
    상기 제1양극판이송레일(110)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1양극판이송블록(121)과 상기 제1양극판이송블록(121)의 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 상기 양극판(13)이 접촉되는 제1양극판패널(122)이 형성된 제1양극판이동부(120)와,
    상기 제1양극판이송레일(110)의 상부에서 상기 분리막(11)의 수직방향으로 배치된 제2양극판이송레일(130)과,
    상기 제2양극판이송레일(130)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2양극판이송블록(141)과 상기 제2양극판이송블록(141)의 상부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 상부면에 상기 양극판(13)이 접촉되는 제2양극판패널(142)이 형성된 제2양극판이동부(140)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 음극판이송수단(200)은,
    상기 분리막(11)의 수직방향으로 배치되며, 상기 분리막(11)의 하부에 위치한 제1음극판이송레일(210)과,
    상기 제1음극판이송레일(210)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제1음극판이송블록(221)과 상기 제1음극판이송블록(221)의 상하방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 상기 음극판(12)이 접촉되는 제1음극판패널(222)이 형성된 제1음극판이동부(220)와,
    상기 제1음극판이송레일(210)의 하부에서 상기 분리막(11)의 수직방향으로 배치된 제2음극판이송레일(230)과,
    상기 제2음극판이송레일(230)에 결합되어 길이방향으로 이동하는 제2음극판이송블록(241)과 상기 제2음극판이송블록(241)의 하부방향으로 높낮이 조절이 가능하며, 하부면에 음극판(12)이 접촉되는 제2음극판패널(242)이 형성된 제2음극판이동부(240)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전극판이송수단(300)은 상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 양측으로 대칭되는 한쌍으로 이루어지며,
    상기 분리막(11)의 길이방향을 따라 상기 분리막(11)의 상부에 배치된 전극판이송레일(310)과,
    상기 전극판이송레일(310)에 길이방향으로 이동가능하게 배치되며, 하부면에 높낮이 조절이 가능한 제2이동부(321)가 형성된 전극판이송블록(320)과,
    상기 전극판이송블록(320)의 하부에 위치하여 상기 제2이동부(321)에 의해 높낮이 조절이 가능하며, 상기 분리막(11), 상기 양극판(13) 및 상기 음극판(12)의 측단을 고정하는 고정패널(330)로 이루어지되,
    상기 전극판이송블록(320) 및 상기 고정패널(330) 중 어느 하나에 설치되어 상기 고정패널(330)을 상기 분리막(11)의 폭방향을 따라 이동하는 제1이동부(340)가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 분리막(11)의 유입속도에 맞춰 상기 양극판이송수단(100), 상기 음극판이송수단(200), 상기 전극판이송수단(300) 및 상기 스택테이블(400)을 제어하는 제어부(600)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극적층장치.
KR1020190067434A 2019-06-07 2019-06-07 이차전지용 전극적층장치 KR102043902B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190067434A KR102043902B1 (ko) 2019-06-07 2019-06-07 이차전지용 전극적층장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190067434A KR102043902B1 (ko) 2019-06-07 2019-06-07 이차전지용 전극적층장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102043902B1 true KR102043902B1 (ko) 2019-11-12

Family

ID=68577450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190067434A KR102043902B1 (ko) 2019-06-07 2019-06-07 이차전지용 전극적층장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102043902B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102120403B1 (ko) * 2020-02-21 2020-06-08 주식회사 우원기술 이차전지용 셀 스택 제조장치
KR102192737B1 (ko) 2020-02-21 2020-12-17 주식회사 우원기술 이차전지용 전극필름 적층장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120078825A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 (주)열린기술 전극판 적층장치
KR20120117306A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 다중 삽입 적층 장치 및 방법
KR101959082B1 (ko) 2018-09-07 2019-03-18 조기봉 이차전지의 셀 스택 고속 제조장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120078825A (ko) * 2011-01-03 2012-07-11 (주)열린기술 전극판 적층장치
KR20120117306A (ko) * 2011-04-15 2012-10-24 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지 다중 삽입 적층 장치 및 방법
KR101959082B1 (ko) 2018-09-07 2019-03-18 조기봉 이차전지의 셀 스택 고속 제조장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102120403B1 (ko) * 2020-02-21 2020-06-08 주식회사 우원기술 이차전지용 셀 스택 제조장치
KR102192737B1 (ko) 2020-02-21 2020-12-17 주식회사 우원기술 이차전지용 전극필름 적층장치
EP3869602A1 (en) * 2020-02-21 2021-08-25 Woowon Technology Co., Ltd Apparatus for manufacturing cell stack for secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101959082B1 (ko) 이차전지의 셀 스택 고속 제조장치
KR101734269B1 (ko) 연료전지 스택 고속 적층 장치
KR101734271B1 (ko) 연료전지 스택 자동 적층 장치
KR101730469B1 (ko) 이차전지의 고속 셀 스택 제조장치
KR102043902B1 (ko) 이차전지용 전극적층장치
KR101140447B1 (ko) 이차전지용 스택 제조장치
KR102253764B1 (ko) 2차 전지 셀 스택 제조용 전극 이송장치
KR102262418B1 (ko) 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치
KR102256378B1 (ko) 이차전지의 셀 스택 제조 시스템 및 방법
KR20200099434A (ko) 2차 전지용 전극 생산 시스템의 스태킹 장치
KR101981010B1 (ko) 이차 전지 제조 설비 및 이를 사용한 이차 전지 제조 방법
KR101692902B1 (ko) 연료전지 스택 자동 적층 장치
KR20200069883A (ko) 2차 전지용 전극 생산 시스템의 스태킹 장치 및 2차 전지용 전극 생산 시스템의 스태킹 방법
CN108461797B (zh) 二次电池的高速电池堆制造装置
KR20220099886A (ko) 이차전지의 고속 셀 스택 제조장치
KR102248448B1 (ko) 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치
CN209905932U (zh) 堆叠设备
KR102256369B1 (ko) 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치 및 방법
CN210418342U (zh) 一种上料装置及电池组装系统
KR101806236B1 (ko) 이차전지용 전극판의 자동 공급장치
CN207903369U (zh) 一种托盘式流水线自动检测装置
KR102165376B1 (ko) 2차 전지용 연속식 고속 셀 스택 적층장치
KR102361748B1 (ko) 이차전지 셀 이송 캐리어
KR102405964B1 (ko) 이차전지용 셀 스택 제조장치 및 셀 스택 제조방법
KR102192818B1 (ko) 이차전지의 셀 스택 적층 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant