KR102273773B1 - 이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취방법 - Google Patents

이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취 방법을 개시한다. 본 발명은, 권취된 전극판을 권출시키는 전극판롤러와, 권취된 세퍼레이터를 권출시키는 세퍼레이터롤러와, 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 부착시키는 부착롤러와, 상기 부착롤러에서 공급되는 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 권취하는 맨드릴 유닛과, 상기 전극판롤러와 상기 맨드릴 유닛 사이에 배치되어 상기 전극판롤러에서 상기 맨드릴 유닛으로 공급되는 상기 전극판을 선형 운동하여 슬릿 커팅(Slit cutting) 방식으로 절삭하는 절삭유닛을 포함한다.

Description

이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취방법{Rolling device for secondary battery and rolling method for the same}
본 발명은 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취방법을 개시한다.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화 된 전기/전자 장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자 장치를 일정기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충ㆍ방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차 전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다. 이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로, 리튬 이차 전지는 제 1,2 전극판 그리고, 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 세퍼레이터가 권취된 전극 조립체와, 전극 조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.
양극 또는 음극을 띠는 제 1,2 전극판은 기판상에 활물질을 도포한 후, 이를 건조하여 압연한 다음 일정 크기에 맞추어 절단되고, 절단된 제 1,2 전극판은 세퍼레이터와 함께 권취되어 전극 조립체를 이룬다. 이때, 극성을 갖는 제 1,2 전극판에는 전극조립체의 외측으로 인출되는 제 1,2 전극탭이 부착되어 제 1,2 전극판이 갖는 극성을 전달시킨다. 여기서, 권취장치는 각각 권취된 제 1,2 전극판 및 세퍼레이터의 공급부로부터 공급된 제 1,2 전극판 및 세퍼레이터의 끝단을 맨드릴의 중심부에 형성된 삽지홈에 삽입시킨 후, 맨드릴을 회전시켜 맨드릴의 외면에 이들을 권취시켜 전극 조립체를 완성한다. 권취장치에 의해 완성된 전극 조립체는 케이스에 수납되어 캡 조립체로 마감되어 이차 전지를 완성한다.
본 발명의 실시예들은 이차전지용 권취장치 및 이차전지용 권취방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 권취된 전극판을 권출시키는 전극판롤러와, 권취된 세퍼레이터를 권출시키는 세퍼레이터롤러와, 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 부착시키는 부착롤러와, 상기 부착롤러에서 공급되는 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 권취하는 맨드릴 유닛과, 상기 전극판롤러와 상기 맨드릴 유닛 사이에 배치되어 상기 전극판롤러에서 상기 맨드릴 유닛으로 공급되는 상기 전극판을 선형 운동하여 슬릿 커팅(Slit cutting) 방식으로 절삭하는 절삭유닛을 포함하는 이차전지용 권취장치를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절삭유닛은, 선형 운동하는 선형운동부와, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판을 절삭하는 커터부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절삭유닛은, 상기 선형운동부에 연결되어 상기 선형운동부를 선형 운동시키는 선형구동부를 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 커터부의 양면 중 적어도 하나는 테이퍼 형태로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 커터부는, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판의 제 1 면을 절삭하는 제 1 상부커터부와, 상기 제 1 상부커터부와 대향하도록 배치되고, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 제 1 면과 상이한 상기 전극판의 제 2 면을 절삭하는 제 1 하부커터부를 더 구비할 수 있다.
본 실시에에 있어서, 상기 제 1 하부커터부는 상기 제 2 면에 접촉하는 부분이 평평하게 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부의 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부는 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부는 상기 전극판이 진입하는 방향으로 회전할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절삭유닛은, 상기 전극판이 관통하여 통과하도록 관통홀이 형성된 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절삭유닛은, 상기 지지부에 설치되는 가이드기어부와, 상기 커터부에 고정되도록 설치되며, 상기 가이드기어부와 연결되어 상기 선형운동부의 이동 시 상기 가이드기어부 상을 회전하면서 이동하여 상기 커터부를 회전시키는 회전기어부를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 커터부는, 상기 회전기어부에 연결되며, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전축부와, 상기 회전축부와 연결되며, 상기 회전기어부의 회전 시 동시에 회전하는 칼날부를 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 커터부는, 상기 칼날부를 상기 회전축부에 고정시키는 커터 홀더를 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 커터부는, 상기 칼날부를 상기 전극판으로 가압하는 가압부를 더 구비할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절삭유닛은, 선형 운동하는 선형운동부와, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판의 제 1 면을 절삭하는 커터부와, 상기 커터부와 대향하도록 배치되어 상기 제 1 면과 상이한 상기 전극판의 제 2 면을 절삭하는 선형커터부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 제 1 전극판롤러에 권취된 제 1 전극판과 제 1 세퍼레이터롤러에 권취된 제 1 세퍼레이터를 권출시키는 단계와, 권출된 상기 제 1 전극판과 상기 제 1 세퍼레이터를 제 1 부착롤러로 압착하여 상기 제 1 전극판에 상기 제 1 세퍼레이터를 부착시키는 단계와, 상기 제 1 세퍼레이터가 부착된 상기 제 1 전극판을 맨드릴 유닛으로 권취하는 단계와, 상기 맨드릴 유닛의 작동이 중지하면 상기 제 1 전극판을 슬릿 코팅 방식으로 절삭하는 단계를 포함하는 이차전지용 권취방법을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 맨드릴 유닛은 상기 제 1 전극판과 상기 제 1 세퍼레이터를 젤리롤 형태(jelly-roll type)로 권취할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제 2 전극판롤러에 권취된 제 2 전극판과 제 2 세퍼레이터롤러에 권취된 제 2 세퍼레이터를 권출시켜 상기 맨드릴 유닛으로 공급하여 권취시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제 1 전극판, 상기 제 1 세퍼레이터, 상기 제 2 전극판 및 상기 제 2 세퍼레이터는 순차적으로 적층될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 맨드릴 유닛의 작동이 중지하면 상기 제 2 전극판을 슬릿 코팅 방식으로 절삭하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전극판 또는 세퍼레이터의 절단 시 정교한 커팅이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 권취장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는 도 1에 도시된 절삭유닛의 일 실시예를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 맨드릴 유닛으로 권취된 전극조립체를 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 1에 도시된 절삭유닛의 다른 실시예를 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 5의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 권취장치를 보여주는 개념도이다. 도 2는 도 1에 도시된 절삭유닛의 일 실시예를 보여주는 개념도이다. 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다. 도 4는 도 1에 도시된 맨드릴 유닛으로 권취된 전극조립체를 보여주는 개념도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 이차전지용 권취장치(10)는 전극판(2,4)이 권취된 후 권출되는 전극판롤러(200,300)와, 세퍼레이터(3)가 권취된 후 권출되는 세퍼레이터롤러(400,500)를 포함할 수 있다.
이때, 전극판롤러(200,300)는 제 1 전극판(2)이 권취된 후 권출되는 제 1 전극판롤러(200)와, 제 2 전극판(4)이 권취된 후 권출되는 제 2 전극판롤러(300)를 구비할 수 있다.
또한, 세퍼레이터롤러(400,500)는 제 1 세퍼레이터(3a)가 권취된 후 권출되는 제 1 세퍼레이터롤러(400)와, 제 2 세퍼레이터(3b)가 권취된 후 권출되는 제 2 세퍼레이터롤러(500)를 구비할 수 있다.
이차전지용 권취장치(10)는 전극판롤러(200,300)로부터 권출되는 전극판(2,4)과 세퍼레이터롤러(400,500)로부터 권출되는 세퍼레이터(3)를 모아 부착시키는 부착롤러(700,800)를 포함할 수 있다. 이때, 부착롤러(700,800)는 서로 대향하도록 2개가 설치되어 전극판(2,4)과 세퍼레이터(3)를 압착하여 부착시킬 수 있다.
이때, 부착롤러(700,800)는 제 1 전극판(2)과 제 1 세퍼레이터(3a)를 모아 부착시키는 제 1 부착롤러(700)와, 제 2 전극판(4)과 제 2 세퍼레이터(3b)를 모아 부착시키는 제 2 부착롤러(800)를 구비할 수 있다.
한편, 이차전지용 권취장치(10)는 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b) 중 적어도 하나가 이동하는 경로에 설치되어 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b) 중 적어도 하나의 장력을 유지시키는 장력유지롤러(900)를 포함할 수 있다. 이때, 장력유지롤러(900)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 장력유지롤러(900)는 각각 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b) 중 적어도 하나의 이동 경로 상에 적어도 한 개 이상 설치될 수 있다.
이차전지용 권취장치(10)는 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 권취하여 전극조립체(1)를 형성하는 맨드릴 유닛(600)을 포함할 수 있다. 이때, 맨드릴 유닛(600)은 젤리롤 형태(jelly-roll type)의 전극조립체(1)를 제조할 수 있다.
한편, 이차전지용 권취장치(10)는 전극판롤러(200,300)에서 맨드릴 유닛(600)으로 공급되는 전극판(2,4)을 슬릿 커팅(Slit cutting) 방식으로 절삭하는 절삭유닛(100)을 포함할 수 있다. 이때, 절삭유닛(100)는 적어도 한 개 이상 구비될 수 있다. 구체적으로 복수개의 절삭유닛(100)은 제 1 전극판롤러(200)와 맨드릴 유닛(600) 사이에 배치되어 제 1 전극판롤러(200)에서 맨드릴 유닛(600)으로 공급되는 제 1 전극판(2)을 절삭하는 제 1 절삭유닛(100a)을 구비할 수 있다. 또한, 절삭유닛(100)은 제 2 전극판롤러(300)와 맨드릴 유닛(600) 사이에 배치되어 제 2 전극판롤러(300)에서 맨드릴 유닛(600)으로 공급되는 제 2 전극판(4)을 절삭하는 제 2 절삭유닛(100b)을 구비할 수 있다.
상기와 같은 제 1 절삭유닛(100a)과 제 2 절삭유닛(100b)은 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 절삭유닛(100a)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
구체적으로 제 1 절삭유닛(100a)은 선형 운동하는 제 1 선형운동부(110a)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 절삭유닛(100a)은 제 1 선형운동부(110a)에 회전 가능하도록 설치되어 제 1 선형운동부(110a)의 선형 운동 시 회전하면서 제 1 전극판(2)을 절삭하는 제 1 커터부(120a)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 커터부(120a)는 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a)에 배치되어 제 1 면(2a)을 절삭하는 제 1 상부커터부(120a-1)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 커터부(120a)는 제 1 면과 상이한 제 1 전극판(2)의 제 2 면(2b)에 배치되어 제 2 면(2b)을 절삭하는 제 1 하부커터부(120a-2)를 구비할 수 있다.
제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1) 부분 및 제 1 하부커터부(120a-2) 부분 중 적어도 하나는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1) 부분은 테이퍼 형상으로 형성되고, 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 하부커터부(120a-2) 부분은 평평하게 형성될 수 있다. 또한, 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1) 부분은 평평하게 형성되고, 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 하부커터부(120a-2) 부분은 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1) 부분 및 제 1 하부커터부(120a-2) 부분 모두 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1) 부분은 테이퍼 형상으로 형성되고, 제 1 전극판(2)과 접촉하는 제 1 하부커터부(120a-2) 부분은 평평하게 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 제 1 상부커터부(120a-1)의 양면 중 적어도 하나는 테이퍼 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로 제 1 전극판(2)에 접촉하는 제 1 상부커터부(120a-1)의 끝단은 일측으로 경사지게 형성될 수 있다.
제 1 상부커터부(120a-1) 및 제 1 하부커터부(120a-2)는 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 구체적으로 제 1 전극판(2)의 길이 방향으로 제 1 상부커터부(120a-1)와 제 1 하부커터부(120a-2)가 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이때, 제 1 상부커터부(120a-1)의 일면은 제 1 하부커터부(120a-2)의 일면과 일정 간격 이격도록 배치될 수 있다.
제 1 상부커터부(120a-1)와 제 1 하부커터부(120a-2)는 적어도 일부분이 중첩되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 상부커터부(120a-1)와 제 1 하부커터부(120a-2)가 원형으로 형성되는 경우 제 1 상부커터부(120a-1)의 중심에서 제 1 하부커터부(120a-2)의 중심까지의 거리는 제 1 상부커터부(120a-1)의 반지름과 제 1 하부커터부(120a-2)의 반지름의 합보다 작게 형성될 수 있다.
한편, 제 1 절삭유닛(100a)은 제 1 선형운동부(110a)와 연결되어 제 1 선형운동부(110a)를 선형 운동시키는 제 1 선형구동부(130a)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 선형구동부(130a)는 제 1 선형구동부(130a)와 연결되는 모터와 기어 어셈블리를 구비할 수 있다. 또한, 다른 실시예로써 제 1 선형구동부(130a)는 제 1 선형구동부(130a)와 연결되는 실린더를 구비할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 선형구동부(130a)가 실린더를 구비하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 절삭유닛(100a)은 제 1 전극판(2)이 관통하여 통과하도록 제 1 관통홀(141a)이 형성된 제 1 지지부(140a)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 지지부(140a)는 외부에 고정되도록 설치될 수 있다.
제 1 절삭유닛(100a)은 제 1 지지부(140a)에 설치되는 제 1 가이드기어부(150a)와, 제 1 상부커터부(120a-1) 또는 제 1 하부커터부(120a-2)에 고정되도록 설치되며, 제 1 가이드기어부(150a)와 연결되어 제 1 선형운동부(110a)의 이동 시 제 1 가이드기어부(150a) 상을 회전하면서 이동하여 제 1 상부커터부(120a-1) 또는 제 1 하부커터부(120a-2)를 회전시키는 제 1 회전기어부(160a)를 구비할 수 있다.
상기와 같은 제 1 가이드기어부(150a)와 제 1 회전기어부(160a)는 각각 랙기어(Rack gear)와 피니언 기어(Pinion gear)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 가이드기어부(150a)와 제 1 회전기어부(160a)는 상기에 한정되지 않으며, 제 1 선형운동부(110a)의 선형 운동 시 선형 운동을 회전운동으로 가변시키는 모든 기어를 포함할 수 있다.
한편, 제 1 가이드기어부(150a)는 제 1 상부커터부(120a-1)가 이동하는 경로의 제 1 지지부(140a) 상에 설치되는 제 1 상부가이드기어부(150a-1)와, 제 1 하부커터부(120a-2)가 이동하는 경로의 제 1 지지부(140a) 상에 설치되는 제 1 하부가이드기어부(150a-2)를 구비할 수 있다.
또한, 제 1 회전기어부(160a)는 제 1 상부가이드기어부(150a-1) 상을 이동하는 제 1 상부회전기어부(160a-1)와, 제 1 하부가이드기어부(150a-2) 상을 이동하는 제 1 하부회전기어부(160a-2)를 구비할 수 있다. 상기와 같은 경우 제 1 커터부(120a)는 제 1 회전기어부(160a)에 연결되며, 제 1 선형운동부(110a)에 회전 가능하도록 삽입되는 제 1 회전축부(121a-1, 121a-2)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 커터부(120a)는 제 1 회전축부(121a-1, 121a-2)에 연결되며, 제 1 회전기어부(160a)의 회전 시 동시에 회전하는 제 1 칼날부(122a-1, 122a-2)를 포함할 수 있다.
제 1 커터부(120a)는 제 1 칼날부(122a-1, 122a-2)를 제 1 회전축부(121a-1, 121a-2)에 고정시키는 제 1 커터 홀더(123a-1, 123a-2)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 커터부(120a)는 제 1 칼날부(122a-1, 122a-2)를 제 1 전극판(2)으로 가압하는 제 1 가압부((124a-1, 124a-2))를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 가압부(124a-1, 124a-2)는 제 1 칼날부(121a-2, 122a-2)를 가압하는 압축스프링 또는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성부재일 수 있다.
구체적으로 제 1 상부커터부(120a-1)는 제 1 상부회전기어부(160a-1)와 연결되는 제 1 상부회전축부(121a-1)와, 제 1 상부회전축부(121a-1)와 연결되며, 제 1 상부회전기어부(160a-1)의 회전 시 동시에 회전하는 제 1 상부칼날부(122a-1)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 상부회전축부(121a-1)는 제 1 지지부(140a)에 회전 가능하도록 설치될 수 있으며, 제 1 상부회전축부(121a-1)와 제 1 지지부(140a) 사이에는 베어링 등이 설치될 수 있다.
또한, 제 1 상부커터부(120a-1)는 제 1 상부칼날부(122a-1)의 양 측에 배치되도록 제 1 상부회전축부(121a-1)가 삽입되는 제 1 상부커터홀더(123a-1)를 포함할 수 있다. 제 1 상부커터부(120a-1)는 제 1 상부회전축부(121a-1)와 제 1 상부칼날부(122a-1) 사이에 설치되어 제 1 상부칼날부(122a-1)를 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a) 측으로 가력하는 제 1 상부가력부(124a-1)를 구비할 수 있다.
제 1 하부커터부(120a-2)는 제 1 하부회전기어부(160a-2)와 연결되는 제 1 하부회전축부(121a-2)와, 제 1 하부회전축부(121a-2)와 연결되며, 제 1 하부회전기어부(160a-2)의 회전 시 동시에 회전하는 제 1 하부칼날부(122a-2)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 하부칼날부(122a-2)의 두께는 제 1 상부칼날부(122a-1)의 두께와 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제 1 하부칼날부(122a-2)의 두께는 제 1 상부칼날부(122a-1)의 두께보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 제 1 하부커터부(120a-2)는 제 1 하부칼날부(122a-2)의 양 측에 배치되도록 제 1 하부회전축부(121a-2)가 삽입되는 제 1 하부커터홀더(123a-2)를 포함할 수 있다. 제 1 하부커터부(120a-2)는 제 1 하부회전축부(121a-2)와 제 1 하부칼날부(122a-2) 사이에 설치되어 제 1 하부칼날부(122a-2)를 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a) 측으로 가력하는 제 1 하부가력부(124a-2)를 구비할 수 있다.
제 2 절삭유닛(100b)은 상기에서 설명한 제 1 절삭유닛(100a)과 유사하게 제 2 선형운동부(미도시), 제 2 커터부(미도시), 제 2 선형구동부(미도시), 제 2 지지부(미도시), 제 2 가이드기어부(미도시) 및 제 2 회전기어부(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 2 선형운동부, 상기 제 2 커터부, 상기 제 2 선형구동부, 상기 제 2 지지부, 상기 제 2 가이드기어부 및 상기 제 2 회전기어부는 상기에서 설명한 제 1 선형운동부(110a), 제 1 커터부(120a), 제 1 선형구동부(130a), 제 1 지지부(140a), 제 1 가이드기어부(150a) 및 제 1 회전기어부(160a)와 각각 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 형성되는 이차전지용 권취장치(10)를 통하여 전극조립체(1)를 제조하는 방법을 살펴보면, 우선 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 각각 제 1 전극판롤러(200), 제 1 세퍼레이터롤러(400), 제 2 전극판롤러(300) 및 제 2 세퍼레이터롤러(500)에 권취하여 준비할 수 있다.
상기와 같이 제 1 전극판롤러(200) 내지 제 2 세퍼레이터롤러(500)를 준비한 후 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a)를 권출하여 제 1 부착롤러(700)를 통과시켜 맨드릴 유닛(600)에 고정시킬 수 있다. 또한, 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 각각 권출하여 제 2 부착롤러(800)를 통과시켜 맨드릴 유닛(600)에 고정시킬 수 있다. 이때, 제 1 전극판(2)과 제 1 세퍼레이터(3a)는 제 1 부착롤러(700)를 통과하면서 부착될 수 있다. 또한, 제 2 전극판(4)과 제 2 세퍼레이터(3b)는 제 2 부착롤러(800)를 통과하면서 부착될 수 있다.
상기와 같이 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)가 맨드릴 유닛(600)에 고정되면, 맨드릴 유닛(600)을 회전시키면서 젤리롤 형태의 전극조립체(1)를 제조할 수 있다. 이때, 제 1 부착롤러(700)와 제 2 부착롤러(800)는 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 전극판(2) 및 제 1 세퍼레이터(3a)를 부착시키고 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 부착시킬 수 있다.
상기와 같은 과정이 진행되는 동안 장력유지롤러(900)는 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b) 중 적어도 하나의 장력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
맨드릴 유닛(600)이 지속적으로 회전하여 일정 크기의 전극조립체(1)의 제조가 완료되면, 맨드릴 유닛(600)은 회전을 일시적으로 정지할 수 있다. 이때, 제 1 절삭유닛(100a)과 제 2 절삭유닛(100b)은 각각 제 1 전극판(2)과 제 2 전극판(4)을 절삭할 수 있다.
구체적으로 제 1 지지부(140a)의 제 1 관통홀(141a)을 통과하던 제 1 전극판(2)이 정지하면, 제 1 선형구동부(130a)가 작동하여 제 1 선형운동부(110a)를 선형 운동시킬 수 있다.
이때, 제 1 선형운동부(110a)에 설치된 제 1 상부커터부(120a-1)와 제 1 하부커터부(120a-2)가 제 1 선형운동부(110a)와 함께 선형 운동할 수 있다. 이때, 제 1 선형운동부(110a)는 제 1 전극판(2)의 폭 방향으로 선형 운동할 수 있다. 상기와 같은 경우 제 1 상부회전축부(121a-1)에 연결된 제 1 상부회전기어부(160a-1)가 제 1 상부가이드기어부(150a-1) 상을 선형 운동하고, 제 1 하부회전축부(121a-2)에 연결된 제 1 하부회전기어부(160a-2)가 제 1 하부가이드기어부(150a-2) 상을 선형 운동할 수 있다.
제 1 상부회전기어부(160a-1) 및 제 1 하부회전기어부(160a-2)는 각각 제 1 상부가이드기어부(150a-1) 및 제 1 하부가이드기어부(150a-2) 상을 이동하면서 회전할 수 있다. 이때, 제 1 상부회전기어부(160a-1)에 연결된 제 1 상부회전축부(121a-1)가 회전하고, 제 1 하부회전기어부(160a-2)에 연결된 제 1 하부회전축부(121a-2)가 회전할 수 있다. 또한, 제 1 상부회전축부(121a-1)은 제 1 상부칼날부(122a-1)를 회전시키고, 제 1 하부회전축부(121a-2)는 제 1 하부칼날부(122a-2)를 회전시킬 수 있다. 특히 제 1 상부회전기어부(160a-1)와 제 1 하부회전기어부(160a-2)는 제 1 선형운동부(110a)에 연동되어 함께 선형 운동함으로써 이동속도가 동기화될 수 있다. 따라서 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)는 동일한 회전속도로 동일한 이동 속도로 운동할 수 있다.
상기와 같이 회전하는 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)는 서로 반대방향으로 회전할 수 있다. 예를 들면, 제 1 상부칼날부(122a-1)가 시계방향으로 회전하는 경우 제 1 하부칼날부(122a-2)는 반시계방향으로 회전할 수 있다. 또한, 제 1 상부칼날부(122a-1)가 반시계방향으로 회전하는 경우 제 1 하부칼날부(122a-2)는 시계방향으로 회전할 수 있다. 특히 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)는 제 1 선형운동부(110a)가 이동할 때, 제 1 전극판(2)이 진입하는 방향으로 회전할 수 있다. 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)는 각각 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a) 및 제 2 면(2b)을 절삭할 수 있다.
상기와 같은 경우 제 1 상부가력부(124a-1)와 제 1 하부가력부(124a-2)는 각각 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)를 제 1 전극판(2) 측으로 일정한 압력으로 가력할 수 있다. 이때, 제 1 상부가력부(124a-1)는 제 1 상부칼날부(122a-1)를 제 1 하부칼날부(122a-2) 측으로 가력할 수 있으며, 제 1 하부가력부(124a-2)는 제 1 하부칼날부(122a-2)를 제 1 상부칼날부(122a-1) 측으로 가력할 수 있다. 따라서 제 1 상부칼날부(122a-1)와 제 1 하부칼날부(122a-2)는 제 1 전극판(2)을 절삭하는 동안 일정한 압력으로 제 1 전극판(2)을 가력할 수 있다.
상기와 같이 제 1 전극판(2)이 절삭되는 동안, 제 2 절삭유닛(100b)은 제 1 절삭유닛(100a)과 유사하게 제 2 전극판(4)을 절삭할 수 있다. 이때, 제 2 절삭유닛(100b)의 작동은 제 1 절삭유닛(100a)과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기와 같이 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 절삭하는 동안, 별도의 절삭유닛을 통하여 제 1 세퍼레이터(3a) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 절삭할 수 있다. 이때, 제 1 세퍼레이터(3a) 및 제 2 세퍼레이터(3b)를 절삭하는 방법은 일반적으로 절삭하는 방법과 유사할 수 있다.
상기와 같은 과정이 완료되면, 맨드릴 유닛(600)이 다시 회전하여 전극조립체(1)를 완성할 수 있다.
상기와 같은 전극조립체(1)는 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)가 순차적으로 적층될 수 있다. 이때, 제 2 세퍼레이터(3b)의 이면에는 다시 제 1 전극판(2)가 배치될 수 있다. 특히 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)은 제 1 세퍼레이터(3a) 및 제 2 세퍼레이터(3b)와 서로 교번하여 적층됨으로써 전극조립체(1)의 안정성을 확보할 수 있다.
따라서 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 커터부(120a)와 상기 제 2 커터부를 통하여 각각 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 절삭함으로써 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 매끄럽게 절삭함으로써 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)이 탈락하거나 버(burr)의 형성을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)의 절삭 시 발생하는 이물질을 방지함으로써 제조된 전극조립체(1)의 안정성을 확보할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 절삭유닛의 다른 실시예를 보여주는 개념도이다. 도 6은 도 5의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도이다. 이하에서는 상기에서와 동일한 도면부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 절삭유닛(미도시)은 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 절삭유닛(100c)과 제 2 절삭유닛(미도시)을 구비할 수 있다. 이때, 제 1 절삭유닛(100c)은 제 1 전극판(2)을 절삭할 수 있으며, 상기 제 2 절삭유닛은 제 2 전극판(4)을 절삭할 수 있다.
상기와 같은 제 1 절삭유닛(100c)과 상기 제 2 절삭유닛은 서로 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 상기의 경우 이외에도 제 1 절삭유닛(100c)은 하기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있고, 상기 제 2 절삭유닛은 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 제 1 절삭유닛(100c)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 절삭유닛(100c)과 상기 제 2 절삭유닛이 서로 동일 또는 유사하게 형성되는 경우를 중심으로 설명한다. 특히 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제 1 절삭유닛(100c)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제 1 절삭유닛(100c)은 제 1 선형운동부(110c), 제 1 커터부(120c), 제 1 선형구동부(130c), 제 1 지지부(140c), 제 1 가이드기어부(150c) 및 제 1 회전기어부(160c)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 선형운동부(110c), 제 1 커터부(120c), 제 1 선형구동부(130c), 제 1 지지부(140c), 제 1 가이드기어부(150c) 및 제 1 회전기어부(160c)는 상기 도 1 내지 도 4에서 설명한 제 1 선형운동부(110a), 제 1 상부커터부(120a-1), 제 1 선형구동부(130a), 제 1 지지부(140a), 제 1 상부가이드기어부(150a-1) 및 제 1 상부회전기어부(160a-1)와 각각 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 제 1 커터부(120c)는 제 1 지지부(140c)에 회전 가능하도록 설치되는 제 1 회전축부(121c)와, 제 1 회전축부(121c)와 연결되는 제 1 칼날부(122c)를 구비할 수 있다. 또한, 제 1 커터부(120c)는 제 1 회전축부(121c)가 삽입되어 제 1 칼날부(122c)를 제 1 회전축부(121c)에 고정시키는 제 1 커터홀더(123c)와, 제 1 칼날부(122c)와 제 1 회전축부(121c) 사이에 설치되어 제 1 칼날부(122c)를 가력하는 제 1 가력부(124c)를 구비할 수 있다.
이때, 제 1 회전축부(121c), 제 1 칼날부(122c), 제 1 커터홀더(123c) 및 제 1 가력부(124c)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 제 1 상부회전축부(121a-1), 제 1 상부칼날부(122a-1), 제 1 상부커터홀더(123a-1) 및 제 1 상부가력부(124a-1)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제 1 절삭유닛(100c)은 제 1 커터부(120c)와 대향하도록 배치되는 제 1 선형커터부(170c)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 선형커터부(170c)는 제 1 지지부(140c)에 고정되도록 설치될 수 있다. 또한, 제 1 선형커터부(170c)는 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a)과 상이한 제 1 전극판(2)의 제 2 면(2b)을 절삭할 수 있다. 이때, 제 1 선형커터부(170c)는 제 1 커터부(120c)의 회전 시 제 1 전극판(2)의 제 2 면(2b)을 절삭할 수 있다.
제 2 면(2b)에 접촉하는 제 1 선형커터부(170c) 부분은 평평하게 형성될 수 있다. 이때, 제 1 선형커터부(170c)는 제 1 전극판(2)의 폭 방향으로 길게 형성될 수 있으며, 제 1 선형커터부(170c)의 길이는 제 1 전극판(2)의 폭을 초과하도록 형성될 수 있다.
또한, 제 1 선형커터부(170c)의 두께는 제 1 칼날부(122c)의 두께와 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제 1 선형커터부(170c)의 두께는 제 1 칼날부(122c)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 제 1 선형커터부(170c)는 제 1 칼날부(122c)의 절삭 시 제 1 전극판(2)을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 제 1 절삭유닛(100c)의 작동을 살펴보면, 이차전지용 권취장치(10)가 작동하는 경우 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 전극판(2), 제 1 세퍼레이터(3a), 제 2 전극판(4) 및 제 2 세퍼레이터(3b)가 맨드릴 유닛(600)에 권취될 수 있다.
이때, 맨드릴 유닛(600)에 권취된 전극조립체(1)의 크기가 일정 정도에 도달하면, 맨드릴 유닛(600)의 작동은 중지하고 제 1 절삭유닛(100c)과 상기 제 2 절삭유닛이 작동하여 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 절삭할 수 있다. 다만, 제 1 절삭유닛(100c)과 상기 제 2 절삭유닛의 동작은 서로 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로 제 1 선형구동부(130c)가 작동하는 경우 제 1 선형운동부(110c)는 선형 운동을 시작할 수 있다. 이때, 제 1 선형운동부(110c)의 운동에 따라서 제 1 회전축부(121c), 제 1 회전기어부(160c) 및 제 1 칼날부(122c)가 선형 운동할 수 있다. 특히 제 1 회전기어부(160c)는 제 1 가이드기어부(150c) 상을 선형 운동하면서 회전할 수 있다.
상기와 같이 제 1 회전기어부(160c)가 회전하는 경우 제 1 회전축부(121c)와 제 1 칼날부(122c)가 회전할 수 있다. 이때, 제 1 칼날부(122c)는 회전하면서 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a)을 절삭할 수 있다. 또한, 제 1 칼날부(122c)의 이동에 따라 제 1 전극판(2)의 제 1 면(2a)를 가력함으로써 제 1 선형커터부(170c)는 제 2 면(2b)을 절삭할 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제 1 칼날부(122c)와 제 1 선형커터부(170c)는 서로 엇갈리도록 배치되어 제 1 면(2a) 및 제 2 면(2b)을 각각 절삭할 수 있다.
상기와 같이 제 1 칼날부(122c)가 회전하면서 선형 운동하는 경우 제 1 가력부(124c)는 제 1 칼날부(122c)가 제 1 면(2a)에 일정한 압력을 가하도록 제 1 칼날부(122c)를 가력할 수 있다. 따라서 제 1 칼날부(122c)는 일정한 압력으로 제 1 면(2a)을 절삭할 수 있다.
상기와 같은 과정이 진행되는 동안, 상기 제 2 절삭유닛은 제 2 전극판(4)을 절삭할 수 있다. 이때, 상기 제 2 절삭유닛의 작동은 상기에서 설명한 제 1 절삭유닛(100c)의 작동과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제 1 전극판(2)과 제 2 전극판(4)의 절삭이 진행되는 동안 또는 완료되면, 맨드릴 유닛(600)은 다시 회전하여 전극조립체(1)의 제조를 완성할 수 있다.
따라서 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 커터부(120a)와 상기 제 2 커터부를 통하여 각각 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 절삭함으로써 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)을 매끄럽게 절삭함으로써 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)이 탈락하거나 버(burr)의 형성을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라 이차전지용 권취장치(10) 및 이차전지용 권취 방법은 제 1 전극판(2) 및 제 2 전극판(4)의 절삭 시 발생하는 이물질을 방지함으로써 제조된 전극조립체(1)의 안정성을 확보할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
10: 이차전지용 권취장치
100: 절삭유닛
100a, 100c: 제 1 절삭유닛
100b: 제 2 절삭유닛
110a, 110c: 제 1 선형운동부
120a, 120c: 제 1 커터부
130a, 130c: 제 1 선형구동부
140a, 140c: 제 1 지지부
141a: 제 1 관통홀
150a, 150c: 제 1 가이드기어부
160a, 160c: 제 1 회전기어부
200: 제 1 전극판롤러
300: 제 2 전극판롤러
400: 제 1 세퍼레이터롤러
500: 제 2 세퍼레이터롤러
600: 맨드릴 유닛
700: 제 1 부착롤러
800: 제 2 부착롤러
900: 장력유지롤러

Claims (20)

  1. 권취된 전극판을 권출시키는 전극판롤러;
    권취된 세퍼레이터를 권출시키는 세퍼레이터롤러;
    상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 부착시키는 부착롤러;
    상기 부착롤러에서 공급되는 상기 전극판과 상기 세퍼레이터를 권취하는 맨드릴 유닛; 및
    상기 전극판롤러와 상기 맨드릴 유닛 사이에 배치되어 상기 전극판롤러에서 상기 맨드릴 유닛으로 공급되는 상기 전극판을 선형 운동하여 슬릿 커팅(Slit cutting) 방식으로 절삭하는 절삭유닛;을 포함하고,
    상기 절삭유닛은,
    가이드기어부;
    상기 가이드기어부에 대해 선형 운동하는 선형운동부;
    상기 선형운동부와 함께 선형 운동하면서 상기 가이드기어부와 맞물려 회전하는 회전기어부; 및
    상기 회전기어부와 함께 회전되면서 전극판을 절삭하는 커터부;를 구비하는 이차전지용 권취장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커터부는 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판을 절삭하는 이차전지용 권취장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절삭유닛은,
    상기 선형운동부에 연결되어 상기 선형운동부를 선형 운동시키는 선형구동부;를 더 구비하는 이차전지용 권취장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 커터부의 양면 중 적어도 하나는 테이퍼 형태로 형성되는 이차전지용 권취장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 커터부는,
    상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판의 제 1 면을 절삭하는 제 1 상부커터부; 및
    상기 제 1 상부커터부와 대향하도록 배치되고, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 제 1 면과 상이한 상기 전극판의 제 2 면을 절삭하는 제 1 하부커터부;를 더 구비하는 이차전지용 권취장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 하부커터부는 상기 제 2 면에 접촉하는 부분이 평평하게 형성되는 이차전지용 권취장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부의 서로 엇갈리도록 배치되는 이차전지용 권취장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부는 적어도 일부분이 중첩되도록 배치되는 이차전지용 권취장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 상부커터부와 상기 제 1 하부커터부는 상기 전극판이 진입하는 방향으로 회전하는 이차전지용 권취장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 절삭유닛은,
    상기 전극판이 관통하여 통과하도록 관통홀이 형성된 지지부;를 더 포함하는 이차전지용 권취장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가이드기어부는 지지부에 설치되고,
    상기 회전기어부는 커터부에 고정되도록 설치되며, 상기 가이드기어부와 연결되어 상기 선형운동부의 이동 시 상기 가이드기어부 상을 회전하면서 이동하여 상기 커터부를 회전시키는 이차전지용 권취장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 커터부는,
    상기 회전기어부에 연결되며, 상기 선형운동부에 회전 가능하도록 삽입되는 회전축부; 및
    상기 회전축부와 연결되며, 상기 회전기어부의 회전 시 동시에 회전하는 칼날부;를 구비하는 이차전지용 권취장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커터부는,
    상기 칼날부를 상기 회전축부에 고정시키는 커터 홀더;를 더 구비하는 이차전지용 권취장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 커터부는,
    상기 칼날부를 상기 전극판으로 가압하는 가압부;를 더 구비하는 이차전지용 권취장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 커터부는 선형운동부에 회전 가능하도록 설치되어 상기 선형운동부의 선형 운동 시 회전하면서 상기 전극판의 제 1 면을 절삭하고,
    상기 커터부와 대향하도록 배치되어 상기 제 1 면과 상이한 상기 전극판의 제 2 면을 절삭하는 선형커터부;를 더 구비하는 이차전지용 권취장치.
  16. 제 1 전극판롤러에 권취된 제 1 전극판과 제 1 세퍼레이터롤러에 권취된 제 1 세퍼레이터를 권출시키는 단계;
    권출된 상기 제 1 전극판과 상기 제 1 세퍼레이터를 제 1 부착롤러로 압착하여 상기 제 1 전극판에 상기 제 1 세퍼레이터를 부착시키는 단계;
    상기 제 1 세퍼레이터가 부착된 상기 제 1 전극판을 맨드릴 유닛으로 권취하는 단계; 및
    상기 맨드릴 유닛의 작동이 중지하면, 절삭유닛을 이용하여, 상기 제 1 전극판을 슬릿 코팅 방식으로 절삭하는 단계;를 포함하는 이차전지용 권취방법으로서,
    상기 절삭유닛은,
    가이드기어부;
    상기 가이드기어부에 대해 선형 운동하는 선형운동부;
    상기 선형운동부와 함께 선형 운동하면서 상기 가이드기어부와 맞물려 회전하는 회전기어부; 및
    상기 회전기어부와 함께 회전되면서 제 1 전극판을 절삭하는 커터부;를 구비하는 이차전지용 권취방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 맨드릴 유닛은 상기 제 1 전극판과 상기 제 1 세퍼레이터를 젤리롤 형태(jelly-roll type)로 권취하는 이차전지용 권취방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    제 2 전극판롤러에 권취된 제 2 전극판과 제 2 세퍼레이터롤러에 권취된 제 2 세퍼레이터를 권출시켜 상기 맨드릴 유닛으로 공급하여 권취시키는 단계;를 더 포함하는 이차전지용 권취방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 전극판, 상기 제 1 세퍼레이터, 상기 제 2 전극판 및 상기 제 2 세퍼레이터는 순차적으로 적층되는 이차전지용 권취방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 맨드릴 유닛의 작동이 중지하면 상기 제 2 전극판을 슬릿 코팅 방식으로 절삭하는 단계;를 더 포함하는 이차전지용 권취방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108539242B (zh) * 2017-03-03 2021-11-30 株式会社Pole 用于形成二次电池的引线的边缘的设备
JP7094013B2 (ja) * 2018-11-28 2022-07-01 甲南設計工業株式会社 樹脂シート切断機
KR20210071588A (ko) * 2019-12-06 2021-06-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조장치와, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
KR20210143583A (ko) * 2020-05-20 2021-11-29 주식회사 엘지에너지솔루션 상부 커터 및 하부 커터를 포함하는 전극 시트 재단 장치 및 이를 이용한 전극 시트 재단 방법
JP2022018027A (ja) * 2020-07-14 2022-01-26 株式会社京都製作所 電極切断装置、および、積層セルの製造装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012115914A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Hitachi Cable Ltd 金属箔用スリット加工装置
JP2014061569A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Ckd Corp 切断装置及び捲回装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101095252A (zh) * 2005-01-25 2007-12-26 石川岛播磨重工业株式会社 电池电极板成形设备
KR101052327B1 (ko) * 2008-09-01 2011-07-27 주식회사 진우엔지니어링 이차전지의 전지롤 와인딩장치
JP5580357B2 (ja) * 2012-03-14 2014-08-27 Ｃｋｄ株式会社 捲回装置
JP2014075340A (ja) * 2012-09-12 2014-04-24 Tokyo Kikai Seisakusho Ltd 電極シート作成装置及び電極シート作成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012115914A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Hitachi Cable Ltd 金属箔用スリット加工装置
JP2014061569A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Ckd Corp 切断装置及び捲回装置

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