KR102192068B1

KR102192068B1 - 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치

Info

Publication number: KR102192068B1
Application number: KR1020200045365A
Authority: KR
Inventors: 이계설
Original assignee: 이계설
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: CN111509284B; CN111509284A

Abstract

본 발명은 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치에 관한 것으로, 콘덴서나 배터리의 제조공정 중 권취기에 의해 전극판을 롤 형태로 가공하여 소자를 연속적으로 생산할 때 권취중인 전극판과 대기중인 전극판을 테이프로 상호 접착하여 연결시킴으로써 계속해서 배터리 전극 가공공정을 수행하도록 한 것에 있어서, 작업자가 자동접착장치의 이음테이프흡입패드에 수동으로 테이프를 고정하지 않고 자동으로 기구적인 동작에 의하여 테이프를 공급하여 작업자 없이 전극판 자동교환을 수행할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 뒤쪽에 대기하고 있다가 작업시 전후진실린더(1)가 전면으로 이동하면 척(2)이 척구동실린더(3)의 구동에 의해 테이프를 잡아 뒤쪽으로 이동하게 되며, 상기 척(2)이 전후진실린더(1)에 의해 이동하다가 일정위치에서 감지센서(4)의 감지에 의해 정지하면 테이프(5)가 흡입패드(6)에 흡착되며, 척(2)이 지지부(7)에 의해 테이프(5)가 지지된 상태에서 커터(9)가 테이프(5)를 절단하면 흡입패드(6)에 테이프(5)가 접착된 상태에서 패드실린더(11)의 구동에 의해 그대로 전진하여 접착장치의 이음테이프흡입패드(12)에 테이프(5)를 고정시킴으로써 작업자 없이 접착장치가 테이프 이음작업을 수행하게 하는 것으로 이음테이프흡입패드(12)를 거치지 않고 바로 전극판에 테이프를 접착할 수도 있다.

Description

리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치 {Automatic Tape Supply for Electrode Plate Automatic Adhesion of Lithium-ion Battery}

본 발명은 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치에 관한 것으로, 특히 슈퍼콘덴서(Super Condensor), 적층콘덴서(ML Condensor), 리튬이온 배터리의 소자 생산에 사용되는 자동권취기(이하 '자동권취기'라 한다)의 전극판 이음 테이프를 자동으로 공급하는 장치에서 제조공정 중 권취기에 의해 전극판을 롤 형태로 권취하여 소자를 연속 생산할 때 사용중인 전극판과 대기중인 전극판을 테이프로 상호 접착하여 연결시킴으로써 계속해서 권취공정을 수행하도록 한 것에 있어서, 사용자가 전극판 자동교환장치(이하 '접착장치'라 한다)의 이음테이프흡입패드에 수동으로 테이프를 절단하여 고정하지 않고 기구적인 동작에 의하여 자동으로 테이프를 절단 및 고정을 하여 작업자 없이 접착장치가 작동할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등 들고 다니는 전자기기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재인 리튬이온전지의 경우 전극판을 롤 형태 또는 판 적층 형태로 가공한 후 내장하여 충전해서 사용할 수 있도록 하고 있다.

상기 리튬이온전지 전극판을 롤 형태로 가공할 때 연속적으로 가공을 할 수 있도록 사용중인 전극판 이외에 별도의 전극판을 일측에 구비한 후 사용중인 전극판과 대기중인 전극판의 절단면에 이음 작업을 한다. 즉, 작업 중 사용되는 전극판의 분량이 일정량 이하가 되면 접착장치가 일측에 대기중인 전극판의 절단면과 상기 전극판의 절단면을 맞대어 놓고 접착용 테이프를 붙여 이음작업을 하고, 이음작업이 끝나면 가공작업을 다시 수행한다.

따라서, 종래에는 접착장치가 정상적으로 작동하도록 작업자가 테이프 절단 후 이음테이프흡입패드에 고정해 줌으로써 중간에 장비가 정지하지 않고 계속하여 권취하여 소자생산이 이루어지도록 하고 있다.

종래에는 상기와 같이 리튬이온전지 전극판의 이음작업을 위해 작업자가 접착장치의 이음테이프흡입패드에 수동으로 테이프 고정작업을 하므로 생산성을 저하시키며 숙련자가 아닌 작업자일 경우 틀어지게 고정되거나 제대로 고정이 안되어 품질이 저하되는 결점이 있다.

특허출원 제10-2007-0105344호 특허출원 제10-2011-0013081호 특허출원 제10-20110139895호

본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용중인 전극판의 소모 시점이 되면 대기중인 전극판과 자동적으로 테이프를 상호 접착하여 연결시켜 주는 장치에 릴 형태의 테이프를 사용하여 자동적으로 공급해 줌으로써 작업자 없이 접착장치가 작동할 수 있도록 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 테이프를 자동접착장치에 공급하는 수단에 있어서, 테이프 이송패드를 사용하여 테이프를 이음테이프흡입패드에 고정할 수 있음은 물론, 이송패드를 사용하지 않고 자동접착장치에 결합하여 테이프를 절단 후 직접 전극판에 접착하도록 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기존의 수동으로 테이프를 고정하는 자동권취기에 부착하여, 초기에는 척을 뒤쪽에 대기시키고 있다가 작업시 척을 앞으로 전진시키는 전후진실린더와, 상기 전후진실린더의 상단에 설치되어 테이프를 잡거나 놓기 위한 척과, 상기 척을 좁히거나 또는 넓히도록 동작시키기 위한 척구동 실린더와, 상기 척이 전후진실린더에 의해 후진하다가 일정위치에서 정지하도록 감지하는 감지센서와, 상기 척이 테이프를 잡은 상태에서 전후진실린더에 의해 뒤쪽으로 이동하여 일정위치에 오면 테이프쪽으로 전진하여 테이프를 진공흡착하는 흡입패드와, 상기 흡입패드에 테이프가 흡착된 상태에서 테이프를 절단하기 위한 커터와, 상기 커터를 동작 시키기 위한 커터 실린더와, 상기 커터에 의해 접착테이프가 일정사이즈로 절단되면 흡입패드에 테이프가 접착된 상태에서 그대로 전진하여 이음테이프흡입패드에 테이프를 고정시키고 진공을 파괴 후에 후퇴하는 패드실린더를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 자동권취기의 소자 제조공정 중 전극판을 롤 형태의 소자로 생산할 때 권취중인 전극판과 대기중인 전극판을 테이프로 상호 접착하여 연결시킴으로써 계속해서 배터리 전극 가공공정을 수행할 때, 접착장치에 작업자가 수동으로 테이프를 고정하지 않고 기구적인 동작에 의하여 자동으로 테이프를 공급 및 고정하여 작업자 없이 권취공정을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 자동권취기 전극판 접착 테이프 자동공급장치의 사시도
도 2는 본 발명의 초기에 테이프가 지지부에 지지되어 있는 상태를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 척이 전진하여 테이프를 잡은 상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 척이 후진하여 흡입패드에 흡착된 상태에서 커터가 테이프를 절단하는 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 커터에 의해 테이프가 절단되어 흡입패드에 흡착된 상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 테이프가 흡입패드에 흡착된 상태에서 척이 벌어지면서 끝까지 후진하는 상태를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 흡입패드에 테이프가 흡착되어 패드실린더의 구동에 의해 테이프를 이음테이프흡입패드로 이송하여 고정시키는 동작을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 테이프 자동공급장치가 권취기에 장착된 상태에서 공급해준 테이프를 전극판에 접착하기 위해 접착장치의 이음테이프흡입패드가 대기 위치로 이동하는 동작을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 테이프 자동공급장치가 공급해준 테이프를 접착하기 위해 접착장치가 사용중인 전극판과 대기중인 전극판을 극판흡입패드에 흡착하는 동작을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 테이프 자동공급장치가 공급해준 테이프를 접착장치가 전극판에 부착한 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 개략적인 구성도로, 초기에 뒤쪽에 대기하고 있다가 작업시 전면으로 전진하는 전후진실린더(1)와, 상기 전후진실린더(1)의 상단에 설치되어 테이프를 잡거나 놓기 위한 척(2)과, 상기 척(2)을 좁히거나 또는 넓히도록 동작시키기 위한 척구동 실린더(3)와, 상기 척(2)이 전후진실린더(1)에 의해 후진하다가 일정위치에서 정지하도록 감지하는 감지센서(4)와, 상기 척(2)이 테이프(5)를 잡은 상태에서 전후진실린더(1)에 의 해 뒤쪽으로 이동하여 일정위치에 오면 테이프쪽으로 전진하여 테이프(5)를 흡입 고정시키는 흡입패드(6)와, 테이프(5)의 끝단을 잡고 있는 지지부(7)와, 상기 지지부(7)에 의해 테이프(5)가 지지된 상태에서 테이프(5)를 절단하기 위한 커터(9)와, 상기 커터(9)를 동작시키기 위한 커터실린더(10)와, 상기 커터(9)에 의해 접착테이프(5)가 일정사이즈로 절단되면 흡입패드(6)에 테이프(5)가 접착된 상태에서 그대로 전진하여 접착장치의 이음테이프흡입패드(12)에 테이프(5)를 흡착시키고 후퇴하는 패드실린더(11)를 포함하여 구성된다. 단, 상기 패드실린더(11)는 단계적으로 이동 가능하도록 다수개로 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 13은 테이프를 이송 및 지지해주기 위한 가이드롤러, 14는 전후진실린더의 이송축, 15는 접착장치의 전극판 흡입패드, 16은 대기중인 전극판, 17은 사용중인 전극판이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

초기에는 전후진실린더(1)가 뒤쪽에 대기하고 있다가 작업시 앞쪽으로 전진하게 된다.

상기 전후진실린더(1)의 상단에는 척(2)이 일체형으로 설치되어 있어 척구동 실린더(3)에 의해 척(2)이 좁혀지거나 넓혀지면서 테이프를 잡거나 놓는 동작을 하게 된다.

즉, 본 발명의 전극판(16)(17)을 연결하기 위해 필요한 길이의 테이프를 공급해 주기 위하여는, 먼저 테이프롤러로부터 풀리면서 이동되는 테이프(5)의 끝단을 지지부(7)가 잡아 지지해 주게 된다.

이와 같이 테이프 끝단을 지지해주고 있는 상태에서 전후진실린더(1)가 전후진실린더의 축(14)을 따라 전진함과 동시에 척(2)도 함께 이동한다.

이때, 가이드롤러(13) 뒤쪽에는 지지부(7)에 의해 테이프(5)의 끝단이 수직상태로 위치되어 있으므로 척(2)이 척구동실린더(3)에 의해 좁혀지면서 테이프를 잡고 그 상태에서 테이프(5)를 뒤쪽으로 당기게 된다.

이와 같이, 릴 형태인 테이프의 일단을 척(2)이 잡은 상태에서 뒤쪽으로 이동하다가 일정위치에서 정지하게 되는데 이는 전후진실린더(1)에 설치되어 있는 감지센서(4)에서 척(2)의 이송상태를 감지하여 일정위치에 오면 자동적으로 정지시키게 된다.

따라서, 테이프(5)를 잡은 척(2)이 정지된 상태에서 패드실린더(11)의 구동에 의해 흡입패드(6)가 전방으로 이동하게 되므로 흡입패드(6)에 테이프(5)가 진공흡입으로 흡착되어 고정된다.

또한, 흡입패드(6)에 테이프(5)가 흡착 및 고정되면, 척(2)이 테이프를 잡고 있고 흡입패드(6)에 테이프(5)가 흡착되어 있는 상태에서 전면부의 커터실린더(10)의 구동에 의해 커터(9)가 이동하여 테이프(5)를 절단하게 된다.

따라서, 테이프(5)가 절단되면, 커터실린더(10)의 구동으로 커터(9)가 후퇴하게 되며, 이어서 척구동실린더(3)의 구동에 의해 척(2)이 벌어지며 테이프(5)가 흡입패드(6)에 흡착되어 있는 상태에서 테이프(5)를 놓고 원위치하게 된다.

이와 같이, 테이프(5)가 흡입패드(6)에 흡착된 상태에서 패드실린더(11)의 구동에 의해 흡입패드(6)가 테이프(5)를 이음테이프흡입패드(12)쪽으로 이동시켜 이음테이프흡입패드(12)에 진공으로 흡착시킨 후 흡입패드(6)의 진공이 제거되면서 다시 패드실린더(11)의 구동에 의해 후퇴하여 원위치된다.

여기서, 상기 흡입패드(6)에는 테이프(5)의 점성을 가진 면이 접착되고, 이음테이프흡입패드(12)에는 테이프(5)의 점성을 갖지 않은 면이 접착되는 것으로, 이음테이프흡입패드(12)의 진공흡착에 의해 테이프(5)가 떨어지지 않고 붙어 있는 상태를 유지하게 된다.

이와 같이 자동접착장치의 이음테이프흡입패드(12)에 테이프(5)의 흡착 및 고정이 자동으로 진행되어 작업자 없이 접착장치의 작동이 가능하게 되는 것이다.

한편, 도 8 내지 도 10은 상기와 같이 이음테이프 흡입패드(12)에 테이프(5)가 진공흡착된 상태에서 도 8과 같이 이음테이프 흡입패드(12)가 전극판쪽으로 이동하여 사용중 전극판(17)과 대기중 전극판(16)사이를 이어주는 동작을 설멍한 것이다.

따라서, 도 9와 같이, 사용중 전극판(17)과 대기중 전극판(16)이 전극판 흡입패드(15)에 의해 흡착되어 있는 상태에서 이음테이프 흡입패드(12)가 이동하여 테이프(5)를 두 전극사이에 이어주면, 도 10과 같이 사용중 전극판(17)과 대기중 전극판(16)이 연결되어 권취기에 의해 전극판을 롤 형태로 권취하여 소자를 연속 생산할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 기존의 작업자가 수동으로 사용중 전극판과 대기중 전극판을 이어주기 위해 중간에 장비를 정지하고 연결하던 공정을 모두 자동으로 수행하여 권취하도록 함으로써 소자생산을 원활히 수행할 수 있는 특징을 가진 것이다.

1: 전후진실린더 2:척
3:척구동 실린더 4:감지센서
5:테이프 6:흡입패드
7:지지부 8:실린더
9:커터 10:커터실린더
11:패드실린더 12:이음테이프흡입패드
13:가이드롤러 14:전후진실린더 축
15:전극판 흡입패드 16:대기중 전극판
17:사용중 전극판

Claims

배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치에 있어서,
초기에 뒤에 대기하고 있다가 작업시 전면으로 전진하는 전후진실린더와, 테이프롤러로부터 공급되는 테이프의 끝단을 잡아주는 지지부와, 상기 전후진실린더의 상단에 설치되어 척구동실린더의 동작에 의해 테이프를 잡거나 놓기 위해 좁혀지거나 벌어지는 척과, 상기 척이 전후진실린더에 의해 후진하다가 일정위치에서 정지하도록 감지하는 감지센서와, 상기 척이 테이프를 잡은 상태에서 전후진실린더에 의해 뒤쪽으로 이동하여 일정위치에 오면 테이프쪽으로 전진하여 테이프를 진공흡착하기 위한 흡입패드와, 상기 흡입패드에 테이프가 흡착된 상태에서 커터실린더의 구동에 의해 테이프를 절단하기 위한 커터와, 상기 커터에 의해 테이프가 일정사이즈로 절단되면 흡입패드에 테이프가 접착된 상태에서 전진하여 이음테이프흡입패드에 테이프를 흡착시키고 후퇴하는 패드실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 패드실린더가, 흡입패드에 테이프가 흡착된 상태에서 단계적으로 전진 또는 후진하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 흡입패드에 흡착된 테이프를 이음테이프흡입패드를 거치지 않고 직접 사용중 전극판과 대기중 전극판 사이에 접착 및 연결하도록 구성된 것을 특징으로 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치.
제1항에 있어서, 상기 이음테이프흡입패드에 점성을 갖지 않은 테이프면이 흡착된 상태에서 전극판에 접착시에는 점성을 가진 테이프면이 사용중전극판과 대기중전극판 사이에 접착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 리튬이온 배터리 전극판 접착장치의 테이프 자동공급장치.