KR102165333B1 - 극판 권취 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극판 권취 장치에 관한 것이다.
일례로, 일측부로부터 돌출되는 다수의 전극탭을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극판의 이송을 각각 안내하는 이송롤러; 상기 이송롤러의 일측단부의 외주면과 이격되고, 상기 이송롤러로 진입하는 상기 전극탭이 상기 일측단부의 외주면에 밀착되도록 안내하여 상기 전극탭의 변형을 방지하는 변형방지부재; 및 상기 이송롤러를 통해 이송되는 상기 제 1 및 제 2 전극판과 상기 제 1 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 함께 권취하는 권취 유닛을 포함하는 극판 권취 장치를 개시한다.
일례로, 일측부로부터 돌출되는 다수의 전극탭을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극판의 이송을 각각 안내하는 이송롤러; 상기 이송롤러의 일측단부의 외주면과 이격되고, 상기 이송롤러로 진입하는 상기 전극탭이 상기 일측단부의 외주면에 밀착되도록 안내하여 상기 전극탭의 변형을 방지하는 변형방지부재; 및 상기 이송롤러를 통해 이송되는 상기 제 1 및 제 2 전극판과 상기 제 1 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 함께 권취하는 권취 유닛을 포함하는 극판 권취 장치를 개시한다.
Description
본 발명은 극판 권취 장치에 관한 것이다.
이차전지는 전기에너지를 화학에너지 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 우수한 에너지 밀도를 제공하는 전력 저장 장치이다. 재충전이 불가능한 일차전지에 비해 재충전이 가능하도록 구성되어 셀룰러폰이나 노트북, 타블렛 PC 등 IC 기기에 많이 사용되고 있다. 최근에는 유가 상승으로 인해 전기자동차에 대한 관심이 높아졌고 전기자동차의 배터리를 이차전지로 사용하는 추세이다. 이차전지는 이러한 추세에 따라 고밀도, 고용량, 고출력 및 안전성 등의 특성이 요구되고 있다.
특히 고용량의 이차전지를 제작하기 위해서는 동일 캔 체적에 많은 양의 전극 활물질이 도포된 전극판을 권취해야 한다. 전극 활물질의 도포양을 늘리기 위해서는 캔 내부에서 집전체가 차지하는 영역을 줄여야 한다.
이와 같이 집전체의 영역을 줄이기 위하여 최근에는, 멀티탭 전극 조립체의 구조가 개발되고 있다. 예를 들어, 멀티탭 전극 조립체는 다수의 탭 형상으로 노칭(notching)된 무지부가 극판의 권취 시 각각 정렬됨으로써 형성되는 멀티탭을 포함한다. 이러한 멀티탭은 집전체의 역할을 함으로써, 종래의 집전체가 캔 내부에서 차지하는 영역을 크게 줄일 수 있다.
일반적으로 전극판에 탭과 같은 특정 형상의 집전체를 형성하기 위해서는 금형 방식 또는 레이저 방식의 노칭 장치를 사용한다. 이러한 노칭 장치는 권출부, 타발부 및 권취부로 구성되어 릴(reel)로 공급된 기재를 원하는 형상으로 타발한 후, 다시 릴의 형태로 권취하여, 전극 조립체를 제작하기 위한 권취 장치에 제공한다.
노칭된 탭을 갖는 기재가 권취 장치의 롤 투 롤(roll to roll) 설비에서 주행할 때, 상기 탭은 중력에 의해 쳐지거나 기재의 요동(fluctuation) 현상으로 인해 기재가 롤러를 지나갈 때 탭이 접히는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같은 탭의 접힘 현상은 제품의 손상을 야기시켜 완성된 전극 조립체의 사용이 불가할 수 있다. 또한, 상기 탭의 접힘 현상은 기재의 장력 조절과 주행 속도에 대한 문제까지 야기시켜 제품의 생산량에도 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명은, 전극 조립체의 제작 시 전극판에 형성된 전극탭이 롤러를 통한 이송 중 접히는 현상이 개선된 극판 권취 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 극판 권취 장치는, 일측부로부터 돌출되는 다수의 전극탭을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극판의 이송을 각각 안내하는 이송롤러; 상기 이송롤러의 일측단부의 외주면과 이격되고, 상기 이송롤러로 진입하는 상기 전극탭이 상기 일측단부의 외주면에 밀착되도록 안내하여 상기 전극탭의 변형을 방지하는 변형방지부재; 및 상기 이송롤러를 통해 이송되는 상기 제 1 및 제 2 전극판과 상기 제 1 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 함께 권취하는 권취 유닛을 포함한다.
또한, 상기 변형방지부재는, 상기 이송롤러의 일측단부 측에 상기 이송롤러를 따라 회전되지 않도록 결합된 고정부; 및 상기 일측단부의 외주면과 이격되도록 상기 고정부와 연결되고, 상기 전극탭이 상기 이송롤러와 최초로 맞닿아 진입되는 초입부에 위치하는 제 1 가이드부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 고정부는 상기 이송롤러의 일측단부와 대응하는 링의 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부로부터 연장되고, 상기 일측단부의 외주면을 따라 상기 일측단부의 외주면과 이격되도록 상기 고정부와 연결된 제 2 가이드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 가이드부는, 상기 일측단부의 외주면 중 상기 전극탭과 맞닿아 지나는 부분과 대응하도록 원호의 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 2 가이드부는 상기 일측단부의 외주면과 0.2 내지 5mm 이격될 수 있다.
또한, 상기 고정부는, 상기 제 1 가이드부와 상기 제 2 가이드부가 상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판에 각각 형성된 전극 활물질층의 상부에 위치하지 않도록 상기 이송롤러에 고정될 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향을 따라 상기 초입부에 접근할수록 상기 이송롤러와 가까워지는 경사 곡면을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부의 반경은 각각 상기 전극탭의 길이와 같거나 보다 길게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향을 따라 상기 초입부에 접근할수록 상기 이송롤러와 가까워지는 평평한 경사면을 구비할 수 있다.
또한, 상기 전극탭의 주행방향에 대한 상기 제 1 가이드부의 수직높이와 수평길이는 각각 상기 전극탭의 길이와 같거나 보다 길게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향과 나란한 평면을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향에 대하여 수직한 평면을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 가이드부는 상기 이송롤러의 회전축과 서로 나란하도록 배치된 링의 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 세퍼레이터, 상기 제 1 전극판 및 상기 제 2 전극판을 공급하기 위한 다수의 공급 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 극판을 보다 안정적으로 주행시킴으로써 전극 조립체의 불량률을 감소시킬 수 있는 극판 권취 장치를 제공할 수 있다.
또한, 기재의 고속 주행이 가능하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 극판 권취 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판 권취 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 전극판과 제 2 전극판의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송롤러 및 변형방지부재의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형방지부재의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 I-I’ 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 II-II’ 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제 1 가이드부에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 제 1 가이드부와 제 2 가이드부가 이루는 반경을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 13은 제 1 가이드부의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 극판 권취 장치를 이용하여 제작된 전극 조립체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 전극판과 제 2 전극판의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송롤러 및 변형방지부재의 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형방지부재의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 I-I’ 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 II-II’ 선을 따라 절취한 단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 제 1 가이드부에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 제 1 가이드부와 제 2 가이드부가 이루는 반경을 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 13은 제 1 가이드부의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 극판 권취 장치를 이용하여 제작된 전극 조립체의 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 극판 권취 장치의 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 전극판과 제 2 전극판의 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이송롤러 및 변형방지부재의 결합 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형방지부재의 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 I-I’ 선을 따라 절취한 단면도이다. 도 6은 도 4에 도시된 II-II’ 선을 따라 절취한 단면도이다. 도 7은 도 6에 도시된 제 1 가이드부에 대한 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 8은 도 6 및 도 7에 도시된 제 1 가이드부와 제 2 가이드부가 이루는 반경을 나타낸 도면이다. 도 9 내지 도 13은 제 1 가이드부의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
우선, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 극판 권취 장치(100)는, 다수의 이송롤러(121, 123, 125, 127), 변형방지부재(130) 및 권취 유닛(140)을 포함한다. 더불어, 상기 극판 권취 장치(100)는 제 1 내지 제 4 공급 유닛(111, 113, 115, 117)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 공급 유닛(111)은 권취된 제 1 전극판(10)을 공급하고, 상기 제 2 공급 유닛(113)은 권취된 제 2 전극판(20)을 공급하고, 상기 제 3 공급 유닛(115)은 권취된 제 1 세퍼레이터(30)를 공급하며, 상기 제 4 공급 유닛(117)은 권취된 제 2 세퍼레이터(40)을 공급할 수 있다.
상기 제 1 전극판(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 코팅부(12), 다수의 제 1 전극탭(11) 및 제 1 전극 무지부(13)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 코팅부(12)는 제 1 전극 집전체의 양면 또는 일면에 제 1 전극 활물질이 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극탭(11)은 상기 제 1 전극 활물질이 코팅되지 않은 영역으로, 상기 제 1 전극판(10)의 일측부로부터 일정 간격마다 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제 1 전극 무지부(13)는 상기 제 1 전극 활물질이 코팅되지 않은 상기 제 1 전극판(10)의 타측부를 의미할 수 있다.
상기 제 2 전극판(20)은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 코팅부(22), 다수의 제 2 전극탭(21) 및 제 2 전극 무지부(23)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 코팅부(22)는 제 2 전극 집전체의 양면 또는 일면에 제 2 전극 활물질이 코팅되어 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극탭(21)은 상기 제 2 전극 활물질이 코팅되지 않은 영역으로, 상기 제 2 전극판(20)의 일측부로부터 일정 간격마다 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 제 2 전극 무지부(23)는 상기 제 2 전극 활물질이 코팅되지 않은 상기 제 2 전극판(20)의 타측부를 의미할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)은 금형 또는 레이저 방식의 노칭 장치를 이용하여 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 도 2에서는 상기 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)이 사각형인 것으로 도시하고 있으나, 사다리꼴과 같은 다각형으로도 형성될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 세퍼레이터(30, 40)는 상기 제 1 및 제 2 전극판(11, 21) 사이에 각각 개재되어 상기 제 1 및 제 2 전극판(11, 21) 간의 단락을 방지한다. 상기 제 1 및 제 2 세퍼레이터(30, 40)의 폭은 상기 제 1 및 제 2 전극판(11, 21)의 폭보다 넓게 형성하는 것이 상기 제 1 및 제 2 전극판(11, 21) 간의 단락을 방지하는데 유리하다.
상기 제 1 내지 제 4 공급 유닛(111, 113, 115, 117)은 권취되어 있는 각각의 기재를 권출하여 상기 이송롤러(121, 123, 125, 127)를 통해 상기 권취 유닛(140)으로 공급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제 1 전극판(10), 제 2 전극판(20), 제 1 세퍼레이터(30) 및 제 2 세퍼레이터(40)의 구체적인 구성 물질을 한정하지 않는다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서는 전극 조립체(70)의 제 1 및 제 2 멀티탭(11, 21)이 구성될 수 있도록 상기 제 1 전극탭(11)과 제 2 전극탭(21)을 구비한 상기 제 1 전극판(10)과 제 2 전극판(20)의 구조를 전제로 한다.
상기 이송롤러(121, 123, 125, 127)는 제 1 내지 제 4 이송롤러(121, 123, 125, 127)를 포함한다.
상기 제 1 이송롤러(121)는 상기 제 1 공급 유닛(111)으로부터 권출되는 상기 제 1 전극판(10)의 이송을 안내할 수 있다. 상기 제 2 이송롤러(123)는 상기 제 2 공급 유닛(113)으로부터 권출되는 상기 제 2 전극판(20)의 이송을 안내할 수 있다. 상기 제 3 이송롤러(125)는 상기 제 3 공급 유닛(115)으로부터 권출되는 상기 제 1 세퍼레이터(30)가 상기 제 1 전극판(10) 상에 부착시키고, 상기 제 1 세퍼레이터(30)가 부착된 제 1 전극판(50)이 상기 권취 유닛(140)으로 이송되도록 안내할 수 있다. 상기 제 4 이송롤러(127)는 상기 제 4 공급 유닛(117)으로부터 권출되는 상기 제 2 세퍼레이터(40)가 상기 제 2 전극판(20) 상에 부착시키고, 상기 제 1 세퍼레이터(40)가 부착된 제 1 전극판(60)이 상기 권취 유닛(140)으로 이송되도록 안내할 수 있다.
상기 변형방지부재(130)는 상기 제 1 및 제 2 이송롤러(121, 123)에 각각 결합되고, 상기 제 1 및 제 2 전극판(10, 20)이 상기 제 1 및 제 2 이송롤러(121, 123)를 지나면서 발생되는 상기 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)의 변형을 방지할 수 있다. 여기서 상기 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)의 변형은, 상기 제 1 및 제 2 전극판(10, 20)이 상기 제 1 및 제 2 이송롤러(121, 123)를 지나면서 상기 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)이 중력의 의해 처지거나 요동(fluctuation), 원심력 또는 관성에 의해 일부가 들려서 접히는 것은 의미한다. 도 1에서는 상기 변형방지부재(130)가 상기 제 1 및 제 2 이송롤러(121, 123)에 결합된 것으로 도시되어 있으나, 상기 제 1 및 제 2 전극판(10, 20)이 지나는 모든 이송롤러에 결합될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 변형방지부재(130)가 상기 제 1 이송롤러(121)에 결합된 것을 일례로 하여 설명한다.
상기 변형방지부재(130)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 고정부(131), 제 1 가이드부(133) 및 제 2 가이드부(135)를 포함할 수 있다.
우선, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 이송롤러(121)는 크게 제 1 영역(A)과 제 2 영역(B)으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 영역(A)은 상기 제 1 이송롤러(121)의 일측단부에 해당하는 영역을 의미한다. 상기 제 1 영역(A)은 다시 고정 영역(A1)과 탭 통과 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 상기 고정 영역(A1)은 상기 변형방지부재(130)가 고정되며, 롤러의 회전축을 따라 회전하지 않는 영역을 의미한다. 상기 탭 통과 영역(A2)은 상기 제 1 전극탭(11)이 지나는 영역을 의미한다. 상기 탭 통과 영역(A2)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극탭(11)이 상기 탭 통과 영역(A2)에 최초로 진입하는 부분인 초입부(A3)를 포함할 수 있다. 상기 제 2 영역(B)은 상기 제 1 전극판(10)의 제 1 코팅부(12)가 지나는 영역을 의미한다.
상기 고정부(131)는 상기 고정 영역(A1)에 결합되며, 상기 제 1 이송롤러(121)와의 결합이 용이하도록 링의 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 가이드부(133)는 상기 탭 통과 영역(A2)의 외주면과 제 1 간격(D1)으로 이격되도록 상기 고정부(131)와 연결되고, 상기 초입부(A3)에 위치할 수 있다. 상기 제 1 간격(d1)은 상기 제 1 전극탭(11)의 두께를 고려하여 상기 제 1 전극탭(11)이 충분히 지나갈 수 있을 정도로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전극판(10)의 두께가 대략 5 내지 20 μm일 경우 상기 제 1 간격(d1)은 0.2 내지 5mm인 것이 적절하다. 또한, 상기 제 1 가이드부(133)의 폭(W)은 상기 제 1 가이드부(133)가 상기 제 2 영역(B)을 넘지 않도록 이루어진 것이 적절하다. 이를 위해 상기 고정부(131)는 상기 제 1 가이드부(133)가 상기 제 2 영역(B)을 넘지 않도록 상기 고정 영역(A1)의 적절한 위치에서 고정되는 것도 중요하다. 상기 제 1 가이드부(133)가 상기 제 2 영역(B)까지 위치하게 되면, 제 1 코팅부(12)의 제 1 전극 활물질이 상기 제 1 가이드부(133)를 오염시켜 상기 제 1 전극탭(11)에 영향을 줄 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가이드부(133)는 상기 제 1 전극판(10)의 주행방향(R)을 따라서 상기 초입부(A3)에 접근할수록 상기 제 1 이송롤러(121)와 가까워지는 경사 곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 경사 곡면은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 전극판(10)을 향하는 방향으로 볼록할 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제 1 전극판(10)과 멀어지는 방향으로 볼록할 수 있다.
상기 제 1 전극판(10)의 주행 시 요동 현상과 기재 장력으로 인해 상기 제 1 전극탭(11)이 들려서 접히는 변형 또는 흔들림 현상이 일어나더라도, 상기 제 1 가이드부(133)의 경사 곡면은, 상기 제 1 전극탭(11)이 상기 초입부(A3)에서 상기 제 1 가이드부(133)과 상기 탭 통과 영역(A2)의 외주면 사이로 진입되도록 안내함으로써 상기 제 1 전극탭(11)의 변형을 방지할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 반경(r)은 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)와 같거나 보다 길게 이루어진 것이 적절하다. 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 반경(r)이 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)보다 짧게 이루어질 경우, 접힌 탭이 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 상부로 올라가 탭이 찢어지는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극탭(11)이 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 상부로 올라가지 않도록 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 반경(r)은 적어도 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)와 같거나 보다 길게 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 가이드부(133b)는 평평한 경사면을 갖도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 가이드부(133b)의 경사각(θ2)은 0 < θ2 < 90° 일 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가이드부(133b)의 수직높이(l)와 수평길이(l)는 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)과 같거나 보다 길게 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 수직높이(l)와 수평길이(l)가 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)보다 짧게 이루어질 경우, 접힌 탭이 상기 제 1 가이드부(133, 133a)의 상부로 올라가 탭이 찢어지는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 전극탭(11)이 상기 제 1 가이드부(133b)의 상부로 올라가지 않도록 상기 제 1 가이드부(133b)의 수직높이(l)와 수평길이(l)는 적어도 상기 제 1 전극탭(11)의 길이(L)와 같거나 보다 길게 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 가이드부(133c)는 상기 제 1 전극판(10)의 주행방향(R)과 나란한 평면을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 제 1 가이드부(133d)는 상기 제 1 전극판(10)의 주행방향(R)에 대하여 수직한 평면을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 가이드부(133e)는 상기 제 1 이송롤러(121)과 서로 나란하도록 배치된 링의 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 링의 중심축(C’)과 상기 제 1 이송롤러(121)의 회전축(C)이 서로 평행할 수 있다.
상기 제 2 가이드부(135)는 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가이드부(133)로부터 연장되고, 상기 탭 통과 영역(A2)의 외주면을 따라 상기 외주면과 제 2 간격(d2)으로 이격되도록 상기 고정부(131)와 연결될 수 있다. 상기 제 2 간격(d2)은 상기 제 1 간격(d1)과 동일하게 대략 0.2 내지 5mm 일 수 있다. 상기 제 2 가이드부(135)는 상기 탭 통과 영역(A2)의 외주면 중 상기 제 1 전극탭(11)이 맞닿아 지나는 접촉면(P)과 대응하도록 원호의 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 원호의 길이는 상기 제 1 이송롤러(121)의 회전축(C)을 기준으로 상기 접촉면(P)의 양단이 이루는 각도(θ1)에 따라 변경될 수 있다.
상기 제 2 가이드부(135)의 폭(W)은 상기 제 2 가이드부(135)가 상기 제 2 영역(B)을 넘지 않도록 이루어진 것이 적절하다. 이를 위해 상기 고정부(131)는 상기 제 2 가이드부(135)가 상기 제 2 영역(B)을 넘지 않도록 상기 고정 영역(A1)의 적절한 위치에서 고정되는 것도 중요하다. 상기 제 2 가이드부(135)가 상기 제 2 영역(B)까지 위치하게 되면, 제 1 코팅부(12)의 제 1 전극 활물질이 상기 제 2 가이드부(135)를 오염시켜 상기 제 1 전극탭(11)에 영향을 줄 수 있다.
상기 제 2 가이드부(135)는, 상기 제 1 가이드부(133)에 의해 상기 제 1 가이드부(133)와 상기 탭 통과 영역(A2)의 외주면 사이로 안내된 제 1 전극탭(11)이 상기 외주면에 밀착된 상태로 지나갈 수 있게 함으로써, 상기 제 1 전극탭(11)의 변형을 방지할 수 있다.
상기 권취 유닛(140)은 맨드릴(mandrel)을 포함할 수 있다. 상기 권취 유닛(140)은 상기 맨드릴을 회전시키면서, 상기 제 1 세퍼레이터(30)가 부착된 상기 제 1 전극판(50)과 상기 제 2 세퍼레이터(40)가 부착된 상기 제 2 전극판(60)을 젤리-롤(Jelly-Roll) 형태로 권취시킬 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 극판 권취 장치를 이용하여 제작된 전극 조립체의 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 14에 도시된 바와 같이, 권취축과 나란한 방향으로 돌출된 멀티탭(11, 21)을 구비하는 전극 조립체(70)를 제작할 수 있다. 상기 멀티탭(11, 21)은 다수의 제 1 및 제 2 전극탭(11, 21)으로 이루어지며, 상기 전극 조립체(70)의 전극 집전체의 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 변형방지부재는 전극탭의 접힘 현상 없이 전극판을 좀 더 안정적으로 주행시킴으로써 전극 조립체의 불량률을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 변형방지부재는 100m/s 이상의 주행속도로 기재를 이송할 수 있는 롤-투-롤(Roll-to-Roll) 설비가 구비된 권취 장치에 적용 가능하다. 이와 같이, 기재가 고속 주행을 요구하는 설비에서 제품의 높은 생산성을 충족시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 극판 권취 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 극판 권취 장치
111: 제 1 공급 유닛
113: 제 2 공급 유닛
115: 제 3 공급 유닛
117: 제 4 공급 유닛
121: 제 1 이송롤러
123: 제 2 이송롤러
125: 제 3 이송롤러
127: 제 4 이송롤러
130: 변형방지부재
140: 권취 유닛
111: 제 1 공급 유닛
113: 제 2 공급 유닛
115: 제 3 공급 유닛
117: 제 4 공급 유닛
121: 제 1 이송롤러
123: 제 2 이송롤러
125: 제 3 이송롤러
127: 제 4 이송롤러
130: 변형방지부재
140: 권취 유닛
Claims (15)
- 일측부로부터 돌출되는 다수의 전극탭을 각각 구비하는 제 1 및 제 2 전극판의 이송을 각각 안내하는 이송롤러;
상기 이송롤러의 일측단부의 외주면과 이격되고, 상기 이송롤러로 진입하는 상기 전극탭이 상기 일측단부의 외주면에 밀착되도록 안내하여 상기 전극탭의 변형을 방지하는 변형방지부재; 및
상기 이송롤러를 통해 이송되는 상기 제 1 및 상기 제 2 전극판과, 상기 제 1 및 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터를 함께 권취하는 권취 유닛을 포함하되,
상기 변형방지부재는,
상기 이송롤러의 일측단부 측에 상기 이송롤러를 따라 회전되지 않도록 결합된 고정부; 및
상기 일측단부의 외주면과 이격되도록 상기 고정부와 연결되고, 상기 전극탭이 상기 이송롤러와 최초로 맞닿아 진입되는 초입부에 위치하는 제 1 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 고정부는 상기 이송롤러의 일측단부와 대응하는 링의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부로부터 연장되고, 상기 일측단부의 외주면을 따라 상기 일측단부의 외주면과 이격되도록 상기 고정부와 연결된 제 2 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 가이드부는, 상기 일측단부의 외주면 중 상기 전극탭과 맞닿아 지나는 부분과 대응하도록 원호의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 가이드부는 상기 일측단부의 외주면과 0.2 내지 5mm 이격된 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 고정부는, 상기 제 1 가이드부와 상기 제 2 가이드부가 상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판에 각각 형성된 전극 활물질층의 상부에 위치하지 않도록 상기 이송롤러에 고정된 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향을 따라 상기 초입부에 접근할수록 상기 이송롤러와 가까워지는 경사 곡면을 구비하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부의 반경은 각각 상기 전극탭의 길이와 같거나 보다 길게 이루어진 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향을 따라 상기 초입부에 접근할수록 상기 이송롤러와 가까워지는 평평한 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 전극탭의 주행방향에 대한 상기 제 1 가이드부의 수직높이와 수평길이는 각각 상기 전극탭의 길이와 같거나 보다 길게 이루어진 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향과 나란한 평면을 구비하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부는 상기 전극탭의 주행방향에 대하여 수직한 평면을 구비하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 가이드부는 상기 이송롤러의 회전축과 서로 나란하도록 배치된 링의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 세퍼레이터, 상기 제 1 전극판 및 상기 제 2 전극판을 공급하기 위한 다수의 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극판 권취 장치.
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