KR102132593B1 - 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비의 벨트 컨베이어 장치에 포함된 셀 얼라인먼트 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 일 실시예에 따르는, 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비의 벨트 컨베이어 장치에 포함된 셀 얼라인먼트 장치로서 상기 벨트 컨베이어 장치는 제1 벨트를 포함하는 제1 컨베이어부를 포함할 수 있고, 상기 셀 얼라인먼트 장치는, 이송될 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트로부터 이격되도록 상승 이동하는 수직 승강부 및 상기 승강된 이차전지 셀이 정렬되도록 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 양 측면을 밀도록 구성된 수평 정렬부를 포함할 수 있고, 상기 수직 승강부는 상기 수평 정렬부에 의해 정렬된 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트 상에 내려 앉도록 하강 이동할 수 있다. 그밖의 다양한 실시예가 가능하다.

Description

이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비의 벨트 컨베이어 장치에 포함된 셀 얼라인먼트 장치{CELL ALIGNMENT DEVICE INCLUDED IN BELT CONVEYOR APPARATUS OF FOLDING SYSTEM FOR PROCESSING TERRACE OF SECONDARY BATTERY CELL}
본 개시는 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비 내에서 이차전지 셀을 이송하기 위한 벨트 컨베이어 장치에 놓인 이차전지 셀을 정렬하기 위한 셀 얼라인먼트 장치에 관한 것이다.
여기에서 달리 언급하지 않으면 본 섹션에서 기술되는 내용은 본 출원에서의 청구범위의 선행 기술이 아니며, 본 섹션에 기재하였다는 이유로 선행 기술로 인정되어서는 안 된다.
화석연료 사용이 경제적, 환경적인 문제를 야기하면서 신재생에너지에 대한 관심과 수요가 급증했다. 이와 함께, 신재생에너지를 저장해 둘 수 있는 이차전지의 필요성도 커지고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 에너지 밀도가 높고 수명이 길며 자가 방전율이 낮아 휴대용 전자기기와 에너지 저장장치(ESS) 및 전기자동차의 핵심 부품으로 널리 활용되고 있다. 리튬 이차전지는 크게 각형전지와 폴리머전지 및 원통형 전지로 크게 3가지 형태로 사용되고 있다.
여기에서 폴리머 전지는 전극적층체를 알루미늄 박막(이를 통상 파우치라 함)으로 감싸기 때문에 파우치형 이차전지라고도 불리우며, 그 두께를 박막화하고 경량화할 수 있어, 사용량이 계속 증가추세에 있다. 이러한 파우치형 이차전지는 전극적층체를 파우치로 감싼 뒤 테두리 부분을 실링해야하고 실링된 폴리머전지의 양측에는 소정 폭의 테라스(terrace)가 형성될 수 있다. 이차전지 배터리 팩에는 파우치형 이차전지가 복수개 실장되도록 구성되기 때문에, 실장 효율성을 위하여 파우치형 이차전지의 양측 테라스를 폴딩하여 실장 크기를 줄이는 방식이 이용된다.
예를 들어, 선행문헌 1(한국 등록 특허 제10-1974443호, 이차전지 셀의 테라스 자동 폴딩 장치) 및 선행문헌 2(한국 등록 특허 제10-1974438호, 이차전지 셀의 테라스부 잔여부위 자동 절단 장치)에 개시된 폴딩 장치는 이차전지를 캐리어에 안착된 상태로 자동 이송하면서, 예컨대, 90도, 180도, 270도 폴딩, 테라스부 커팅과 같은 테라스의 처리를 수행한다. 선행문헌 1 및 2에서 개시하는 바와 같이, 이차전지를 이송하는 캐리어는 보통 캐리어의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 따라 이동한다. 따라서 캐리어는 적어도 다수의 바퀴 부재 및 이차 전지를 거치하기 위한 거치 요소와 같은 기계적 요소를 요구하며, 요구되는 기계적 요소는 이송되는 캐리어의 전체 중량에 영향을 미친다. 이와 같은 캐리어의 중량은 이차전지 셀의 이송 제어에 주요한 고려 요소일 수 있으며, 캐리어의 중량이 무거워질수록 이차전지 셀의 이송에 이차전지 셀 자체의 이송에 요구되는 바 보다 많은 전력 및/또는 제어가 요구되며, 제어되는 캐리어가 정확하게 이동되지 않을 수 있다.
한편, 선행문헌 3(한국 등록특허 제10-2007422호; 이차전지용 극판 이송 컨베이어 벨트 사행 방지장치)에서는, 이차전지용 극판을 이송할 때, 사용되는 컨베이어 벨트를 개시하고 있다. 선행문헌 3의 컨베이어 벨트는 이송중 극판의 사행을 정정하고자 사행 교정유닛을 포함한다. 그러나, 폴딩 설비에서 이차전지의 테라스에 다양한 처리를 수행하는 경우, 이차전지 셀의 테라스에는 물리적 힘이 인가됨에 따라, 선행문헌 3과 같은 컨베이어 벨트가 사용되는 경우, 이송되는 이차전지는 요구되는 위치로부터 이탈될 수 있으며 이로 인해 이차전지 셀이 사행될 수 있으며, 이는 폴딩 공정의 불량률 증가와 같은 문제를 일으킨다. 따라서, 폴딩 설비에서 사행을 방지하기 위해서. 선행문헌 3에 따른 사행 교정유닛을 폴딩 설비의 각 처리 공정마다 배치해야 하며, 이는 설비의 비용(예컨대, 제조비 및 유지비)의 증가, 잦은 교정으로 인한 공정 시간의 증가 공정 등의 추가적인 단점이 있다.
(선행문헌 1) 등록특허 제10-1974443호; 이차전지 셀의 테라스 자동 폴딩 장치 (선행문헌 2) 한국 등록 특허 제10-1974438호; 이차전지 셀의 테라스부 잔여부위 자동 절단 장치 (선행문헌 3) 한국 등록특허 제10-2007422호; 이차전지용 극판 이송 컨베이어 벨트 사행 방지장치
상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 이차전지 셀을 캐리어와 같은 별도의 기계적 요소와 함께 이송할 필요가 없이, 벨트 컨베이어 장치의 벨트가 직접 이차전지 셀과 접하여 이송시키는 벨트 컨베이어 장치를 개발되었다. 이러한 벨트 컨베이어 장치에 있어서, 이차전지 셀이 벨트 컨베이어 장치에 최초로 이송될 때, 이차전지 셀이 벨트 컨베이어 장치에 정렬되지 못한다면 이차전지는 요구되는 위치로부터 이탈되어 사행될 수 있는 새로운 문제점이 발생한다. 따라서, 본 개시는 벨트 컨베이어 장치에 이송된 이차전지 셀의 자세를 정렬하는 셀 얼라인먼트 장치를 제공하고자 한다.
본 개시에 일 실시예에 따르는, 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비의 벨트 컨베이어 장치에 포함된 셀 얼라인먼트 장치로서 상기 벨트 컨베이어 장치는 제1 벨트를 포함하는 제1 컨베이어부를 포함할 수 있다. 상기 셀 얼라인먼트 장치는, 이송될 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트로부터 이격되도록 상승 이동하는 수직 승강부 및 상기 승강된 이차전지 셀이 정렬되도록 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 양 측면을 밀도록 구성된 수평 정렬부를 포함할 수 있고, 상기 수직 승강부는 상기 수평 정렬부에 의해 정렬된 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트 상에 내려 앉도록 하강 이동할 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 수직 승강부 및 상기 수평 정렬부는 적어도 하나의 에어 실린더를 포함할 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 수직 승강부는 상기 이차전지 셀의 하면에 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 셀 지지부재를 포함할 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 수직 승강부는 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 하면과 테라스의 하면 사이의 높이 차이에 관한 정보에 기초하여 상승 이동 또는 하강 이동하도록 구성될 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 셀 지지부재의 표면의 마찰계수는 상기 제2 벨트의 마찰계수보다 낮을 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 수평 정렬부는 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 측면에 대응하는 얼라인 가이드면을 가지는 얼라인 블록을 포함할 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 수평 정렬부는 미리 정해진 거리를 이동함으로써, 상기 이차전지 셀의 본방(body)을 이동시키도록 구성될 수 있다.
본 개시에 일 실시예에 따르면, 상기 벨트 컨베이어 장치는 상기 제1 벨트에 마주하는 제2 벨트를 포함하는 제2 컨베이어부를 더 포함할 수 있고, 상기 벨트 컨베이어 장치는 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트 사이에 상기 이차전지 셀을 개재하여 이송시키도록 구성될 수 있다.
파우치형의 이차전지 셀을 배터리 팩에 실장하기 위해 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비에 있어서, 본 개시에 일 실시예에 따르는 이차전지 셀을 이송하는 벨트 컨베이어 장치, 상기 벨트 컨베이어 장치의 동작을 제어하도록 구성된 제어부, 및 이송되는 상기 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 적어도 하나의 폴딩 장치가 포함될 수 있다.
이상의 간단한 요약 및 효과에 관한 설명은 단순히 예시적인 것으로서 본 개시에서 의도한 기술적 사항을 제한하기 위한 것이 아니다. 이하의 상세한 설명과 첨부된 도면을 참조함으로써, 전술한 예시적인 실시예들과 기술적 특징들에 더하여, 추가적인 실시예와 기술적 특징들이 이해될 수 있을 것이다.
앞서 설명한 본 개시의 특징들과 기타 추가적인 특징들에 대해서는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 자세하게 설명한다. 이러한 도면들은 본 개시에 따르는 단지 몇 가지의 실시예만을 도시한 것이며, 본 개시의 기술적 사상의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 개시의 기술적 사상은 첨부된 도면을 사용하여 더 구체적이고 상세하게 기술될 것이다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에 의해 폴딩되기 전의 이차전지 셀의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에서 폴딩된 후의 이차전지 셀의 일 예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 설비의 구성을 도시한 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 폴딩 설비를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 폴딩 설비에 포함된 장비들의 일 측을 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 설비에 포함된 벨트 컨베이어 장치 및 셀 얼라인먼트 장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 예시된 셀 얼라인먼트 장치의 일부 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7a는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치의 단면도이다.
도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치를 위에서 바라본 사시도이다.
도 7c는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치의 정렬 동작을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
앞서 설명한 본 개시의 특징들과 기타 추가적인 특징들에 대해서는 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 자세하게 설명한다. 이러한 도면들은 본 개시에 따르는 단지 몇 가지의 실시예만을 도시한 것이며, 본 개시의 기술적 사상의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 개시의 기술적 사상은 첨부된 도면을 사용하여 더 구체적이고 상세하게 기술될 것이다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에 의해 폴딩되기 전의 이차전지 셀의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에서 폴딩된 후의 이차전지 셀의 일 예를 도시한 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하여, 폴딩 전의 이차전지 셀 및 폴딩 후의 이차전지 셀에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 1a를 참조하면, 이차전지 셀(100)은 전극 조립체(110) 및 파우치 외장재(120)로 구성되어 있다.
전극 조립체(110)는 소정의 크기의 단위로 절단한 다수의 양극판과 음극판들을 세퍼레이터를 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체일 수 있다. 전극 조립체(110)의 양극 리드(111)와 음극 리드(112)는 서로 대향하여 파우치 외장재(120)의 양측에서 노출될 수 있다. 다른 실시예의 이차전지 셀(100)은 전극 조립체(110)의 양극 리드(111)와 음극 리드(112)가 동일한 측면에서 노출될 수도 있다.
파우치 외장재(120)는 전극 조립체(110)와 전해액을 수용하고 둘레에서 실링하도록 구성될 수 있다. 파우치 외장재(120)의 둘레는 실링부라고 지칭될 수 있으며, 파우치 외장재(120)에서 양극 리드(111) 및 음극 리드(112)가 배치되지 않은 양쪽 측면의 실링부는 테라스(121)라고 지칭될 수 있다. 폴딩 전의 이차전지 셀(100)의 테라스(121)는 파우치 외장재(120)가 전극 조립체(110)와 전해액을 수용하고 둘레를 실링한 다음, 소정의 크기만큼 재단되어 제조될 수 있다.
이차전지 셀(100)의 테라스(121)는 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에서 폴딩 공정을 거침에 따라, 모서리의 일부가 절단선(122)을 따라 절단될 수 있고, 제1 폴딩선(123)을 따라 180도 폴딩되고, 제2 폴딩선(124)을 따라 90도 폴딩될 수 있다. 도 1b를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 장치를 포함하는 폴딩 설비를 통과한 이차전지 셀(100)을 확인할 수 있다.
이차전지 셀(100)이 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비에 의해 폴딩 공정을 거침에 따라 폴딩 전보다 일정 거리(D)만큼 작은 폭을 가질 수 있다. 즉, 이차전지 셀(100)은 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치를 포함하는 폴딩 설비를 통과하면 파우치 외장재(120)의 테라스(121)가 폴딩되어, 이차전지 셀(100)의 크기를 줄여 이차전지 배터리 팩에 실장될 때의 공간 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 설비(200)의 구성을 도시한 개략적인 블록도이다. 도 2에서 따른 폴딩 설비(200)는 폴딩부(210) 및 제어부(220)를 포함한다. 폴딩부(210)는 벨트 컨베이어 장치(211), 테라스 사이드 절단 장치(212), 제1 폴딩 장치(213), 제1 히터프레스 장치(214), 제2 폴딩 장치(215), 제2 히터프레스 장치(216) 및 사이징 롤러 장치(217)를 포함한다. 폴딩부(210)의 각 컴포넌트에 대해서는 도 3 및 4에서 보다 상세히 기술된다. 벨트 컨베이어 장치(211)는 이차전지 셀을 각 장치(212, 213, 214, 215, 216 및 217)로 이송하도록 배치된다. 예컨대, 각 장치(212, 213, 214, 215, 216 및 217)는 등간격으로 배치될 수 있으며, 벨트 컨베이어 장치(211)는 다른 장치(212, 213, 214, 215, 216 및 217) 전반에 걸치도록 배치될 수 있다. 벨트 컨베이어 장치(211)는 일련으로 배치된 각 장치(212, 213, 214, 215, 216 및 217)의 처리 시간을 고려하여, 동작할 수 있다. 예컨대, 벨트 컨베이어 장치(211)는 장치(212, 213, 214, 215, 216 및 217) 각각이 테라스를 처리하는 시간 중 가장 긴 시간에 기초하여, 이송처리를 행할 수 있다.
제어부(220)는 폴딩부(210)의 벨트 컨베이어 장치(211), 테라스 사이드 절단 장치(212), 제1 폴딩 장치(213), 제1 히터프레스 장치(214), 제2 폴딩 장치(215), 제2 히터프레스 장치(216) 및 사이징 롤러 장치(217) 중 적어도 하나에 연결되어, 해당 장치의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어부(220)는 프로세서(222), 메모리(224) 및 입출력(I/O) 인터페이스(226)를 포함할 수 있다. 프로세서(222)는 요구되는 구성에 따라, 마이크로 프로세서(μP), 마이크로 컨트롤러(μC), 디지털 신호 프로세서(DSP), 또는 그들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 프로세서(222)는 레벨 1 캐시, 레벨 2 캐시와 같은 하나 이상의 레벨(level)의 캐시(cache), 하나 이상의 프로세서 코어, 및 레지스터를 포함할 수 있다. 프로세서 코어는 산술 논리 연산장치(arithmetic logic unit; ALU), 부동 소수점 장치(floating point unit; FPU), 디지털 신호 처리 코어(DSP Core), 또는 그들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
요구되는 구성에 따라, 메모리(224)는 (RAM과 같은) 휘발성 메모리, (ROM, 플래시 메모리 등과 같은) 비휘발성 메모리, 또는 그들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 유형일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 메모리(224)는 폴딩 설비를 구동하기 위한 운영 체제, 하나 이상의 어플리케이션(application), 및/또는 프로그램 데이터를 포함할 수 있다. 프로그램 데이터는 예컨대, 이차전지 셀에 관한 특징(예컨대, 두께, 길이, 외장재의 재질 등)에 관한 데이터를 포함할 수 있으며, 어플리케이션의 동작 중에 사용될 수 있다. I/O 인터페이스(226)는 메모리에 저장되는 하나 이상의 어플리케이션 및/또는 프로그램 데이터와 같은 데이터를 프로세서(222)에 직접 입력할 수 있거나 메모리(224)에 저장할 수 있다. 또한 I/O 인터페이스(226)는 폴딩부(210)에서 수행되는 테라스의 처리에 관한 정보를 폴딩부(210)로부터 수신하여, 운영자가 확인 가능하도록 출력할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 폴딩 설비를 도시한 사시도이다. 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 폴딩 설비에 포함된 장비들의 일 측을 나타낸 사시도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 폴딩 설비(300)는 도 2의 예시적인 폴딩 설비(200)의 폴딩부(210)의 일 예시일 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 설비(300)는 벨트 컨베이어 장치(310), 테라스 사이드 절단 장치(320), 제1 폴딩 장치(330), 제1 히터프레스 장치(340), 제2 폴딩 장치(350), 제2 히터프레스 장치(360), 및 사이징 롤러 장치(370)를 포함할 수 있다.
테라스 사이드 절단 장치(320), 제1 폴딩 장치(330), 제1 히터프레스 장치(340), 제2 폴딩 장치(350), 제2 히터프레스 장치(360), 및 사이징 롤러 장치(370)는 각각 한 쌍의 장치로 구성될 수 있다. 벨트 컨베이어 장치(310)는 각 장치들의 한 쌍의 사이에 위치하고, 이차전지 셀(100)을 테라스 사이드 절단 장치(320)로부터 사이징 롤러 장치(370)까지 순차적으로 이송시킬 수 있다. 각각 한 쌍으로 구성된 테라스 사이드 절단 장치(320), 제1 폴딩 장치(330), 제1 히터프레스 장치(340), 제2 폴딩 장치(350), 제2 히터프레스 장치(360), 및 사이징 롤러 장치(370)는 벨트 컨베이어 장치(310)가 이송한 이차전지 셀(100)의 양 측의 테라스에 대한 폴딩 공정을 수행할 수 있다.
테라스 사이드 절단 장치(320)부터 사이징 롤러 장치(370)까지 폴딩 설비(300)에 포함된 장치들은 실질적으로 동일한 간격에 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 벨트 컨베이어 장치(310)는 상기 간격만큼 이차전지 셀(100)을 이동시킴으로써, 복수의 이차전지 셀(100)에 대한 폴딩 공정이 효율적으로 이뤄지게 할 수 있다. 폴딩 설비(300)에서의 폴딩 공정은 벨트 컨베이어 장치(310)에 의해 이차전지 셀(100)이 테라스 사이드 절단 장치(320)에 이송되면서 시작될 수 있다.
테라스 사이드 절단 장치(320)는 이차전지 셀(100)의 테라스를 지정한 길이로 절단하는 장치일 수 있다. 테라스 사이드 절단 장치(320)는 실린더에 의해 각각 상승 이동 및 하강 이동하도록 구성된 하도와 상도를 이용하여 이차전지 셀(100)의 테라스를 지정된 치수로 절단할 수 있다. 테라스 사이드 절단 장치(320)에 의해 테라스가 절단된 이차전지 셀(100)은 벨트 컨베이어 장치(310)에 의해 제1 폴딩 장치(330)로 이송될 수 있다.
제1 폴딩 장치(330)는 테라스 사이드 절단 장치(320)에 의해 지정된 치수로 절단된 이차전지 셀(100)의 테라스를 일차적으로 180도 각도로 폴딩하도록 구성된 장치이다. 제1 폴딩 장치(330)에서 이차전지 셀(100)은 제1 폴딩선(예: 도 1의 123)을 따라 180도 폴딩될 수 있다. 제1 폴딩 장치(330)에 의해 테라스가 180도 폴딩된 이차전지 셀(100)은 벨트 컨베이어 장치(310)에 의해 제1 히터프레스 장치(340)로 이송될 수 있다.
제1 히터프레스 장치(340)는 상기 제1 폴딩 장치(330)에 의해 180도 각도로 폴딩된 이차전지 셀(100)의 테라스가 스프링백 현상에 의해 다시 펼쳐지지 않도록 견고하게 밀착시키기 위해 가열과 동시에 가압하도록 구성될 수 있다. 제1 히터프레스 장치(340)에 의해 가열 및 가압된 테라스의 180도 폴딩된 부분은 상온에서 냉각되고 이로써, 스프링백 현상의 원인이 되는 테라스 내의 내부응력이 제거될 수 있다. 그 이후, 이차전지 셀(100)은 벨트 컨베이어 장치(310)에 의해 제2 폴딩 장치(350)로 이송될 수 있다.
제2 폴딩 장치(350)는 상기 제1 히터프레스 장치(340)의 공정을 거친 이차전지 셀(100)의 테라스를 90도 각도로 폴딩하도록 구성된 장치이다. 제2 폴딩 장치(350)에서 이차전지 셀(100)은 제2 폴딩선(예: 도 1의 124)을 따라 90도 폴딩될 수 있다. 그 이후, 이차전지 셀(100)은 벨트 컨베이어 장치(310)에 의해 제2 히터프레스 장치(360)로 이송될 수 있고, 제2 히터프레스 장치(360)는 상기 제2 폴딩 장치(350)에 의해 90도 각도로 폴딩된 이차전지 셀(100)의 테라스를 가열과 동시에 가압하도록 구성될 수 있다.
사이징 롤러 장치(360)는 제2 폴딩 장치(340)와 제2 히터프레스 장치(350)에 의해 90도 폴딩이 완료된 이차전지 셀(100)의 테라스를 재차 양쪽에 설치된 롤러 사이로 통과시켜 사이즈 및 폴딩 각도를 교정해주는 장치이다. 벨트 컨베이어 장치(370)에 의해 이차전지 셀(100)이 사이징 롤러 장치(360)의 양쪽에 설치된 롤러 사이를 지나가면, 롤러 및 고정 지그를 통하여 이차전지 셀(100)의 테라스가 규정된 사이즈 및 폴딩 각도로 형성되게 된다. 스프링백 현상으로 인해 폴딩 공정을 거친 이차전지 셀(100)의 사이즈와 폴딩 각도가 서로 달라지는 상황을 방지할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 폴딩 설비에 포함된 벨트 컨베이어 장치를 도시한 사시도이다. 도 5에서 설명되는 벨트 컨베이어 장치(500)는 이차전지 셀을 폴딩 설비 내에서 이송하기 위한 장치로서, 도 3의 벨트 컨베이어 장치(310)와 실질적으로 동일한 장치일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 벨트 컨베이어 장치(500)는 제1 컨베이어부(510), 제2 컨베이어부(520), 지지부(530), 및 셀 얼라인먼트 장치(540)를 포함할 수 있다.
제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520) 각각은 몸체를 형성하는 프레임부와 프레임부 전체를 둘러싼 벨트, 및 벨트가 회전할 수 있도록 구동력을 인가하는 구동부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 컨베이어부(520)는 제1 컨베이어부(510)와 마주하도록 배치될 수 있다. 일부 예시에서, 제1 컨베이어부(510)의 벨트(예컨대, 상부 표면)는 제2 컨베이어부(520)의 벨트의 대향 표면(예컨대, 하부 표면)에 소정의 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서, 소정의 거리는 이송될 이차전지 셀(550)의 두께에 기초하여 미리 설정될 수 있다. 즉, 이차전지 셀(550)이 이송되는 경우, 이차전지 셀(550)의 일 표면(예컨대, 이차전지 셀(550)의 전극 조립체 부분의 외장재 표면)은 제1 컨베이어부(510)의 벨트의 일 표면에 접촉하는 한편, 이차전지 셀(550)의 타 표면(예컨대, 이차전지 셀(550)의 전극 조립체 부분의 외장재의 다른 표면)은 제2 컨베이어부(520)의 벨트의 타 표면에 접촉함으로써, 이차전지 셀(550)이 벨트 컨베이어 장치(500)에 의해 고정될 수 있다. 제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520)의 폭은 처리될 테라스가 벨트 컨베이어 장치(500) 밖으로 노출되도록 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520)의 폭은 이송될 이차전지 셀(550)의 전극 조립체 부분의 폭과 같거나 작을 수 있다. 이로써 이차전지 셀(550)은 이송을 위해 벨트 컨베이어 장치(500), 즉, 제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520) 사이에서 고정되는 한편, 이차전지 셀(550)이 이송되는 도중에도 테라스가 벨트 컨베이어 장치(500) 외부로 노출됨으로써, 폴딩 설비에서의 테라스에 대한 처리가 용이하게 될 수 있다.
제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520) 각각에 포함된 벨트는 외부에 이차전지 셀(550)의 표면에 마찰력을 제공하기 위한 마찰층을 포함할 수 있다. 마찰층은 벨트 컨베이어 장치(500)에 의한 이차전지 셀(550)의 이송 중 이차전지 셀(550)의 위치 이탈을 방지하도록 충분한 마찰력을 제공하는 한편, 이송 후에는 그 형태가 복원되도록 다양한 재료로부터 형성될 수 있다. 추가적으로, 마찰층의 재료는 이송될 이차전지 셀(550)의 안전한 이송 혹은 화재의 방지를 위해 내화학성 및/또는 내열성을 고려하여 선택될 수 있다. 마찰층의 재료는 예컨대, 리나텍스 고무, 폴리에스테르와 같은 수지재, 모노필라멘트 섬유재와 같은 인공 섬유재 등 또는 이들의 조합으로부터 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 지지부(530)는 제1 컨베이어부(510)의 하나 이상의 개소에 설치되어, 제1 컨베이어부(510)의 위치 이탈을 제한할 수 있다. 일부 예시에서, 제1 컨베이어부(510)는 이동 가능하도록 배치될 수도 있다. 한편, 일부 다른 예시에서는 이러한 지지부(530)가 제2 컨베이어부(520)에도 설치되어 제2 컨베이어부(520)의 위치도 고정할 수 있다.
일 실시예에서, 벨트 컨베이어 장치(500)는 셀 얼라인먼트 장치(540)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 셀 얼라인먼트 장치(540)는 벨트 컨베이어 장치(500)에 포함된 유닛으로서 기능할 수 있고, 또는 벨트 컨베이어 장치(500)와 별도의 장치로 구성될 수 있다. 벨트 컨베이어 장치(540)는 이송될 이차전지 셀(550)을 이송 전에 정렬(예컨대, 자세(position), 위치(location), 방향(direction))할 수 있다. 셀 얼라인먼트 장치(540)가 수행하는 정렬 과정은, 이차전지 셀(550)이 벨트 컨베이어 장치(500)에서 셀 얼라인먼트 장치(540)가 설치된 부분에 놓이는 것에서 시작될 수 있다. 이차전지 셀(550)이 벨트 컨베이어 장치(500)로 옮겨지는 동작은 이차전지 셀(550)을 파지할 수 있는 로봇팔(robotic arm)과 같은 다른 장치에 의해서 이뤄질 수 있다. 벨트 컨베이어 장치(500)에 놓인 이차전지 셀(550)의 테라스는 벨트 컨베이어 장치를 따라 이송되면서 폴딩 공정을 거치게 되는데, 이차전지 셀(550)이 벨트 컨베이어 장치(500)로 옮겨지는 과정에서 벨트 컨베이어 장치에 정렬되지 않는다면, 이차전지 셀(550)의 테라스는 길이방향에 평행하게 폴딩될 수 없게되는 문제점이 있다. 즉, 이차전지 셀(550)이 정렬된다는 의미는 이차전지 셀(550)의 측면이 벨트 컨베이어 장치의 진행방향과 평행을 이루고, 벨트 컨베이어 장치에 대하여 가운데에 배치되는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 셀 얼라인먼트 장치(540)는 제1 컨베이어부(510)의 일 단부에 설치될 수 있다. 일부 예시에서, 제2 컨베이어부(520)는 제1 컨베이어부(510)보다 길이가 짧을 수 있다. 이러한 예시에서, 셀 얼라인먼트 장치(540)가 설치되는 제1 컨베이어부(510)의 일 단부는 제2 컨베이어부(520)와 마주하지 않을 수 있다.
셀 얼라인먼트 장치(540)는 제1 컨베이어부(510)의 벨트 상에 배치된 이차전지 셀(550)의 정렬을 완료할 수 있다. 이후 이차전지 셀(550)은 제1 컨베이어부(510)와 제2 컨베이어부(520)에 의해 고정되고 이송될 수 있다.
도 6은 도 5에 예시된 벨트 컨베이어 장치(500)의 일부 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 벨트 컨베이어 장치(500)의 제1 컨베이어부(510) 및 제2 컨베이어부(520), 및 셀 얼라인먼트 장치(540)는 각각 제어부(610)에 연결될 수 있다. 제어부(610)는, 예컨대, 도 2의 제어부(220)의 일 예시일 수 있다. 다른 예시에서, 제어부(610)는 폴딩 설비의 외부 구성일 수도 있다. 제어부(610)는 벨트 컨베이어 장치(500)에 포함된 구성들에 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 제어부(610)는 제1 컨베이어부(510), 제2 컨베이어부(520) 및 셀 얼라인먼트 장치(540)에 제어 신호를 전송할 수 있다. 제어 신호는 제1 컨베이어부(510), 제2 컨베이어부(520) 및 셀 얼라인먼트 장치(540)가 동기화되어 동작되도록 하기 위한 것일 수 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 수신된 제어 신호에 기초하여, 제1 컨베이어부(510)는 제2 컨베이어부(520)와 반대방향으로 동작할 수 있다. 일부 예시에서, 제1 컨베이어부(510)의 구동부와 제2 컨베이어부(520)의 구동부는 서로 반대 방향에 설치됨으로써 각각의 구동부에 동일한 동작 신호가 인가되더라도 1 및 제2 컨베이어부(510 및 520)를 서로 반대방향으로 동작할 수 있다. 일부 다른 예시에서, 제1 컨베이어부(510)에 전송되는 제어 신호와 제2 컨베이어부(520)에 전송되는 제어신호는 제1 및 제2 컨베이어부(510 및 520)를 서로 반대방향으로 동작하도록 하는 신호일 수 있다. 이차전지 셀(622, 624, 626 등)은 제1 컨베이어부(510)와 제2 컨베이어부(520)사이의 갭을 통하여 도 6에 도시된 방향(예컨대, 좌측 방향)으로 이동할 수 있다. 또한, 제어부(610)에 의해 전송되는 제1 컨베이어부(510)와 제2 컨베이어부(520)가 폴딩 설비의 각 처리 장치, 예컨대, 테라스 사이드 커팅 장치, 폴딩 장치, 히터 프레스 장치, 사이징 롤러 장치 등에서의 처리 시간에 기초할 수 있다. 예컨대, 제어 신호는, 폴딩 설비의 처리 장치 중 가장 긴 처리 시간에 기초하여, 각 설비에서 멈추도록 제1 및 제2 컨베이어부(510 및 520)를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치(540)는 이차전지 셀이 벨트 컨베이어 장치(500)에 의해 이송되기 전에 폴딩 설비에 포함된 다양한 장치들에 의해 폴딩 처리가 이뤄지도록, 이차전지 셀을 정렬하는 장치일 수 있다. 따라서, 셀 얼라인먼트 장치(540)는 제1 및 제2 컨베이어부(510, 및 520)와 함께 동기화되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 셀 얼라인먼트 장치(540)는 제1 및 제2 컨베이어부(510, 및 520)가 작동하지 않을 때 작동될 수 있다. 다시 말하면, 제1 및 제1 컨베이어부(510, 및 520)는 셀 얼라인먼트 장치(540)에 의하여 이차전지 셀(622)의 정렬이 끝나는 경우에 작동하여 정렬된 이차전지 셀(622)을 이송할 수 있다.
상술한 본 개시에 따른 벨트 컨베이어 장치(500)는 2 개의 컨베이어(510 및 520)에 의해 이차전지 셀을 고정한 채로 이송하고 또한 테라스를 처리할 수 있으므로, 정밀도 높은 테라스 폴딩 처리를 행할 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 벨트 컨베이어 장치(500)는 이차전지 셀을 캐리어와 같은 별도의 기계적 요소와 함께 이송할 필요가 없이, 벨트 컨베이어를 구동함으로써 이차전지 셀을 이송하므로, 셀의 이송을 신속하고 정확하게 제어할 수 있다.
도 7a는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치의 단면도이다. 도 7b는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치를 위에서 바라본 사시도이다. 도 7c는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치를 아래에서 바라본 사시도이다. 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치의 구성을 살펴보기로 한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치(700)에 이차전지 셀(740)은 도 5에서 설명된 셀 얼라인먼트 장치(540)와 실질적으로 동일하거나 유사한 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 셀 얼라인먼트 장치(700)는 본체(710), 수직 승강부(720), 및 수평 정렬부(730)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본체(710)는 셀 얼라인먼트 장치(700)가 벨트 컨베이어 장치(미도시)(예를 들어, 도 5의 벨트 컨베이어 장치(510))의 일 유닛으로서 벨트 컨베이어 장치에 장착(또는 부착, 설치, 결합 등)되게 하는 구성일 수 있다. 또한, 본체(710)는 수직 승강부(720) 및 수평 정렬부(730)가 장착되는 구성일 수 있다. 예를 들어, 본체(710)는 벨트 컨베이어 장치에 이차전지 셀(740)의 이동방향(예: x축)에 따라 부착되도록 구성된 가로대(crossarm)를 포함할 수 있다. 본체(710)의 가로대는 수직 승강부(720) 및 수평 정렬부(730)가 각각 장착될 수 있다. 셀 얼라인먼트 장치(700)는 한 쌍의 가로대의 사이에 벨트 컨베이어 장치가 개재되는 방식으로 벨트 컨베이어 장치에 장착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수직 승강부(720)는 벨트 컨베이어 장치로부터 이차전지 셀(740)이 이격되도록 이차전지 셀(740)을 상승시키도록 구성될 수 있다. 수직 승강부(720)는 수직 실린더(721), 및 셀 지지부재(722)를 포함할 수 있다.
수직 실린더(721)는 셀 지지부재(722)를 수직방향(예: z축)을 따라 상승 또는 하강시키는 구성으로, 제어부(미도시)(예: 도 6의 제어부(610))의 명령신호에 따라 작동할 수 있다. 수직 실린더(721)는 에어 실린더 또는 수압 실린더를 포함할 수 있다.
셀 지지부재(722)는 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 일 부분에 맞닿는 구성일 수 있다. 셀 지지부재(722)는 수직 실린더(721)에 의해 상승 또는 하강하면서 이차전지 셀(740)을 상승 또는 하강시킬 수 있다. 예를 들어, 셀 지지부재(722)가 상승함에 따라, 셀 지지부재(722)는 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 저면에 맞닿고, 더 상승하여 이차전지 셀(740)을 벨트 컨베이어 장치로부터 이격시킬 수 있다. 상승된 셀 지지부재(722)가 하강함에 따라, 이차전지 셀(740)은 벨트 컨베이어 장치(또는 벨트)에 안착되고, 더 하강함에 따라, 본방(741)의 저면과 맞닿았던 셀 지지부재(722)가 떨어지게 될 수 있다.
셀 지지부재(722)는 이차전지 셀(740)이 수평을 유지하며 상승할 수 있도록 적어도 한 부분 이상에서 이차전지 셀(740)의 본방(741)을 들어올릴 수 있다. 따라서, 수직 승강부(720)는 적어도 하나 이상의 셀 지지부재(722)를 포함할 수 있고, 각각의 셀 지지부재(722)는 대응하는 수직 실린더(721)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 수직 승강부(720)는 셀 지지부재(722)가 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 네 모서리에 맞닿아 이차전지 셀(740)을 지지하도록 네 개의 셀 지지부재(722)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 셀 지지부재(722)에서 이차전지 셀(740)에 맞닿는 부분의 마찰계수는 이차전지 셀(740)이 지지되는 벨트 컨베이어 장치의 벨트의 마찰계수에 대비하여 작을 수 있다. 따라서, 셀 지지부재(722)와 동시에 벨트 컨베이어 장치의 벨트가 이차전지 셀(740)에 맞닿은 상태에서, 벨트 컨베이어 장치가 작동하더라도, 이차전지 셀(740)은 벨트 컨베이어 장치의 작동에 의해 이송되며 셀 지지부재(722)와의 접촉면에서 마찰에 의한 손상이 방지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 수평 정렬부(730)는 벨트 컨베이어 장치로부터 이격된 이차전지 셀(740)이 정렬하도록 기능할 수 있다. 수평 정렬부(730)는 수평 실린더(731), 얼라인 블록(732) 및 미세조절부(733)를 포함할 수 있다.
수평 실린더(731)는 얼라인 블록(732)을 이차전지 셀(740)을 향해 수평방향(예: y축)을 따라 전진 또는 후퇴시키는 구성으로, 제어부(미도시)(예: 도 6의 제어부(610))의 명령신호에 따라 작동할 수 있다. 수직 실린더(731)는 에어 실린더 또는 수압 실린더를 포함할 수 있다.
얼라인 블록(732)은 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 일 부분에 맞닿는 구성일 수 있다. 예를 들어, 얼라인 블록(732)은 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 측면과 맞닿을 수 있다. 얼라인 블록(732)은 이차전지 셀(740)의 본방(741)과 맞닿는 부분인 얼라인 가이드면(734)을 포함할 수 있다. 얼라인 가이드면(734)은 이차전지 셀(740)이 정렬될 수 있도록 벨트 컨베이어 장치의 이동방향에 평행하는 평면(예: xz평면)을 포함할 수 있다.
얼라인 블록(732)은 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치의 이동방향을 따라 정렬될 수 있도록 적어도 한 부분 이상에서 이차전지 셀(740)의 본방(741)을 밀도록 구성될 수 있다. 따라서, 수평 정렬부(730)는 적어도 하나 이상의 얼라인 블록(732)을 포함할 수 있고, 각각의 얼라인 블록(732)은 대응하는 수직 실린더(731)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 수평 정렬부(730)는 얼라인 블록(732)의 얼라인 가이드면(734)이 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 네 모서리의 부근의 측면에 맞닿도록 네 개의 얼라인 블록(732)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 얼라인 블록(732)이 하나의 수평 실린더(731)에 의해 전진 또는 후퇴 이동하도록 구성될 수 있다. 수평 정렬부(730)는 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치에 의해 이동하는 방향(예: x방향)을 따르는 프로파일(735)을 포함할 수 있다. 복수의 얼라인 블록(732)은 프로파일(735)을 따라 위치를 조정할 수 있다. 도시된 바와 같이, 두개의 얼라인 블록(732)이 프로파일(735)의 양 단쪽에 설치되어 이차전지 셀(740)의 양 모서리에 맞닿도록 설치될 수 있다. 위와 같은 구성으로 얼라인 블록(732)의 설치 위치를 길이방향(예: x축)에 따라 변경할 수 있으므로, 수직 승강부(720)의 셀 지지부재(722)의 위치와 간섭을 방지하고, 이차전지 셀(740)의 크기가 변하더라도 유연하게 설계변경이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 미세조절부(733)는 수평 미세조절나사(736), 고정 핸들(737), 눈금자(738) 및 수직 미세조절나사(739)를 포함할 수 있다. 수평 미세조절나사(736)를 이용하여 얼라인 블록(732)의 수평 위치를 조절할 수 있다. 이때 고정 핸들(737)은 얼라인 블록(732)의 위치가 수평 정렬부(730)의 작동 중에 발생하는 예를 들어 진동과 같은 외부 요인에 의해 변경되는 것을 막기 위하여, 얼라인 블록(732)의 위치를 고정하는 기능을 가질 수 있다. 눈금자(738)는 사용자가 수평 미세조절나사(736)를 수동으로 조절할 때 그 위치를 확인할 수 있는 척도를 제공할 수 있다. 또한, 수직 미세조절나사(739)를 이용하여 얼라인 블록(732)이 이차전지 셀(740)과 맞닿는 수직 높이를 조절할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치의 정렬 동작을 도시한다. 이하 도 8을 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치가 벨트 컨베이어 장치에 이차전지 셀을 정렬하는 과정을 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 셀 얼라인먼트 장치(700)가 수행하는 정렬 과정은, 도 8의 (a)와 같이, 이차전지 셀(740)이 셀 얼라인먼트 장치(700)가 설치된, 벨트 컨베이어 장치(800)의 일부에 놓이는 것에서 시작될 수 있다. 셀 얼라인먼트 장치(700)는 가로대를 포함하는 한 쌍의 본체(710) 사이에 벨트 컨베이어 장치(800)가 개재되는 형식으로 벨트 컨베이어 장치(800)에 장착될 수 있다. 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치(800)로 옮겨지는 동작은 이차전지 셀(740)을 파지할 수 있는 로봇팔(robotic arm)과 같은 다른 장치에 의해서 이뤄질 수 있다. 이차전지 셀(740)의 테라스는 벨트 컨베이어 장치를 따라 이송되면서 폴딩 공정을 거치게 되는데, 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치(800)로 옮겨지는 과정에서 벨트 컨베이어 장치에 정렬되지 않는다면, 이차전지 셀(740)의 테라스(742)는 길이방향에 평행하게 폴딩될 수 없게 되는 문제점이 있다. 즉, 셀 얼라인먼트 장치(700)는 벨트 컨베이어 장치(500)에 놓인 이차전지 셀(740)을 정렬하여 이어지는 폴딩 공정이 원활히 이뤄지도록 한다. 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치(800)에 놓일 때, 셀 얼라인먼트 장치(700)의 수직 승강부(720) 및 수평 정렬부(730)는 이차전지 셀(740)과 떨어져, 이차전지 셀(740)의 자세를 결정함에 있어 아무런 관여도 하지 않을 수 있다.
그 다음, 셀 얼라인먼트 장치(700)의 수직 승강부(720)의 셀 지지부재(722)는 수직 실린더(721)에 의해 상승 이동할 수 있다. 셀 지지부재(722)는 상승 이동하면서 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 저면과 맞닿게 될 수 있다. 본방(741)의 저면과 맞닿은 셀 지지부재(722)는 더 상승하여 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치(850)(또는 벨트)로부터 떨어지게 할 수 있다.
그 다음, 셀 얼라인먼트 장치(7800)의 수평 정렬부(730)의 얼라인 블록(732)은 수평 실린더(731)에 의해 이차전지 셀(740)을 향해 전진 이동할 수 있다. 얼라인 블록(732)은 전진 이동하여 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 측면 부분과 맞닿게 된다. 이 때, 벨트 컨베이어 장치(800)의 진행 방향과 평행하는, 얼라인 블록(732)의 얼라인 가이드면(734)이 이차전지 셀(740)의 본방(741)을 밀면서 전진 이동하게 되어 이차전지 셀(740)이 정렬될 수 있다. 수평 정렬부(730)의 얼라인 블록(732)은 벨트 컨베이어 장치(800)를 기준으로 양 쪽에 배치된 얼라인 블록(732) 사이의 거리(W)가 이차전지 셀(740)의 본방(741)의 너비길이가 될 때까지 이동할 수 있다. 만약 얼라인 블록(732) 사이의 거리(W)가 본방(741)의 너비 길이보다 짧도록 얼라인 블록(732)이 이동한다면, 얼라인 블록(732)에 의해 본방에 대한 충격이 가해져 이차전지 셀(740)의 성능에 문제가 발생할 수 있다. 얼라인 블록(732)의 높이는 이차전지 셀(740)의 테라스(742)에 간섭되지 않을 만큼 조절될 수 있다. 얼라인 블록(732)의 수평 이동거리 및 높이는 각각 수평 미세조절나사(736) 및 수직 미세조절나사(739)에 의해 조절될 수 있다.
그 다음, 셀 얼라인먼트 장치(700)의 수평 정렬부(730)의 얼라인 블록(732)은 수평 실린더(731)에 의해 이차전지 셀(740)로부터 후퇴 이동할 수 있고, 셀 얼라인먼트 장치(700)의 수직 승강부(720)의 셀 지지부재(722)가 수직 실린더(721)에 의해 하강 이동할 수 있다. 얼라인 블록(732)의 후퇴 이동에 따라, 얼라인 블록(732)에 의한 이차전지 셀(740)의 구속이 해제되고, 수직 승강부(720)의 하강 이동에 따라, 이차전지 셀(740)이 다시 벨트 컨베이어 장치(800)에 정렬된 상태로 놓일 수 있다. 이로써, 셀 얼라인먼트 장치(700)가 수행하는 정렬 과정이 완료될 수 있으며, 정렬된 이차전지 셀(740)이 벨트 컨베이어 장치(800)에 의해 이송되고 새로운 이차전지 셀이 벨트 컨베이어 장치(800)에 놓이면, 도 8의 (a)과 같이 새로운 정렬 과정이 수행될 수 있다.
특정 예시적 기법이 다양한 방법 및 시스템을 이용하여 여기에서 기술되고 도시되었으나, 당업자라면, 청구된 대상에서 벗어남이 없이, 다양한 기타의 수정 또는 등가물로의 치환 가능성을 이해할 수 있다. 추가적으로, 여기에 기술된 중심 개념으로부터 벗어남이 없이 특정 상황을 청구된 대상의 교시로 적응시키도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 청구된 대상이 개시된 특정 예시로 제한되지 않으나, 그러한 청구된 대상은 또한 첨부된 청구범위 및 그 균등의 범위 내에 들어가는 모든 구현예를 포함할 수 있음이 의도된다.
본 개시 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 개시 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 나아가, 본 개시 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 개시에서 사용되는 정도의 용어 "약," "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본 개시의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비의 벨트 컨베이어 장치에 포함된 셀 얼라인먼트 장치로서,
    상기 벨트 컨베이어 장치는 제1 벨트를 포함하는 제1 컨베이어부를 포함하고,
    상기 셀 얼라인먼트 장치는,
    이송될 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트로부터 이격되도록 상승 이동하는 수직 승강부 및 상기 승강된 이차전지 셀이 정렬되도록 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 양 측면을 밀도록 구성된 수평 정렬부를 포함하고,
    상기 수직 승강부는 상기 수평 정렬부에 의해 정렬된 상기 이차전지 셀이 상기 제1 벨트 상에 내려 앉도록 하강 이동하고,
    상기 수직 승강부는 상기 이차전지 셀의 하면에 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 셀 지지부재를 포함하고, 상기 적어도 하나의 셀 지지부재의 표면의 마찰계수는 상기 제1 벨트의 마찰계수보다 낮은 것인
    셀 얼라인먼트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수직 승강부 및 상기 수평 정렬부는 적어도 하나의 에어 실린더를 포함하는 것인
    셀 얼라인먼트 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수직 승강부는 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 하면과 테라스의 하면 사이의 높이 차이에 관한 정보에 기초하여 상승 이동 또는 하강 이동하도록 구성되는 것인
    셀 얼라인먼트 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수평 정렬부는 상기 이차전지 셀의 본방(body)의 측면에 대응하는 얼라인 가이드면을 가지는 얼라인 블록을 포함하는
    셀 얼라인먼트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수평 정렬부는 미리 정해진 거리를 이동함으로써, 상기 이차전지 셀의 본방(body)을 이동시키도록 구성되는 것인
    셀 얼라인먼트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 벨트 컨베이어 장치는 상기 제1 벨트에 마주하는 제2 벨트를 포함하는 제2 컨베이어부를 더 포함하고,
    상기 벨트 컨베이어 장치는 상기 제1 벨트와 상기 제2 벨트 사이에 상기 이차전지 셀을 개재하여 이송시키도록 구성된
    셀 얼라인먼트 장치.
  9. 파우치형의 이차전지 셀을 배터리 팩에 실장하기 위해 이차전지 셀의 테라스를 처리하기 위한 폴딩 설비에 있어서,
    이차전지 셀을 이송하는, 제1항, 제2항, 제4항, 및 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 셀 얼라인먼트 장치를 포함하는 벨트 컨베이어 장치; 및
    상기 벨트 컨베이어 장치의 동작을 제어하도록 구성된 제어부 및
    이송되는 상기 이차전지 셀의 테라스를 폴딩하기 위한 적어도 하나의 폴딩 장치
    를 포함하는 폴딩 설비.
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