KR102320868B1 - 이차전지용 셀 스택 제조장치 - Google Patents

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주식회사 우원기술
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Abstract

개시되는 이차전지용 셀 스택 제조장치는, 음극판 및 양극판이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 스택 테이블; 음극판 및 양극판의 적층횟수와 관계없이 음극판 및 양극판이 동일한 위치에서 적층되게 스택 테이블의 위치를 조절하는 극판 적층 위치 조절수단; 스택 테이블에 적층되는 음극판과 양극판 및 분리막의 일측 및 타측 가장자리 부분을 스택 테이블 측으로 가압해 파지하는 클램핑수단; 스택 테이블 측으로 공급되는 분리막이 지그재그 형상으로 접히게 하며 분리막 사이에 교대로 음극판 및 양극판이 적층되도록 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단을 양측으로 왕복 선회시키는 틸팅 구동수단; 및 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단, 클램핑수단 및 구동수단을 지지하는 지지수단;을 포함하며, 틸팅 구동수단은, 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단이 탑재되는 틸팅 프레임; 및 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단이 탑재되는 틸팅 프레임을 지지수단의 마운팅 프레임 양측으로 45도씩 왕복 선회시키는 틸팅용 서보모터;를 포함한다.

Description

이차전지용 셀 스택 제조장치{DEVICE FOR MANUFACTURING CELL STACK FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명(Disclosure)은, 이차전지용 셀 스택 제조장치에 관한 것으로서, 상세하게는 스택 테이블을 좌우로 틸팅(tilting)시켜 Z-스택킹(stacking) 방식으로 셀 스택을 제조할 수 있게 하는 이차전지용 셀 스택 제조장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
일반적으로 화학전지는 양극판과 음극판의 전극 한 쌍과 전해질로 구성된 전지로서 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다. 이러한 화학전지는 1회 방전 용도로만 쓰이는 1차 전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차 전지로 구분된다.
2차 전지는 전술한 반복적인 충방전으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있다. 일례로 2차 전지는 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단전자기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하려는 방안으로 제시되고 있는 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.
2차 전지는 누구나 알 수 있듯이 양극판, 분리막, 음극판이 순차적으로 적층되어 전해질 용액에 담가진 형태로 이루어진다. 그리고 2차 전지의 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 분류된다.
즉, 소형 2차 전지의 경우 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서(winding) 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 사용되고 있다.
또한, 적층식으로 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있으나, 그 중 Z-스택킹(Z-stacking) 방식에서는 분리막(separator)이 지그재그로 접힌 형태를 이루어지며, 분리막 사이에 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입된 형태로 적층된다.
이러한 Z-스택킹(Z-stacking) 형태로 이루어지는 2차 전지 내부 셀 스택은 한국등록특허공보 제10-0313119호 등에 개시되어 있다.
그리고 Z-스택킹(Z-stacking) 방식으로 셀 스택을 제조할 수 있게 하는 장치의 일례로는 한국등록특허공보 제10-1140447호, 한국등록특허공보 제10-1730469호 및 한국등록특허공보 제10-1933550호 등에 개시되어 있다.
그런데, 전술한 한국등록특허공보 제10-1730469호에 개시된 셀 스택 제조장치 및 한국등록특허공보 제10-1933550호에 개시된 전극스택부는 음극판 및 양극판의 적층횟수가 증가할수록 음극판 및 양극판이 적층되는 위치가 높아지는 문제점이 있었으며, 이러한 문제로 인해 음극판 및 양극판의 적층 위치로 공급되는 분리막이 찢어지거나 파손되는 등의 문제가 있었다.
즉, 분리막은 음극판 및 양극판의 적층 위치와 대략 수평을 이루도록 공급되어야 하는데, 적층횟수의 증가로 인해 음극판 및 양극판의 적층 위치가 높아지게 되면 분리막이 적층 위치와 수평을 이루지 못하고 꺾이게 되어 찢어지거나 파손되는 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-0313119호. 한국등록특허공보 제10-1140447호. 한국등록특허공보 제10-1730469호. 한국등록특허공보 제10-1933550호.
본 발명(Disclosure)은, 스택 테이블을 좌우로 틸팅(tilting)시켜 Z-스택킹(stacking) 방식으로 셀 스택을 제조할 수 있게 하는 이차전지용 셀 스택 제조장치의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 셀 스택 제조 시 적층횟수와 관계없이 음극판 및 양극판의 적층 위치(높이)를 항상 동일하게 유지할 수 있게 하는 이차전지용 셀 스택 제조장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치는, 음극판 및 양극판이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 스택 테이블; 음극판 및 양극판의 적층횟수와 관계없이 음극판 및 양극판이 동일한 위치에서 적층되게 스택 테이블의 위치를 조절하는 극판 적층 위치 조절수단; 스택 테이블에 적층되는 음극판과 양극판 및 분리막의 일측 및 타측 가장자리 부분을 스택 테이블 측으로 가압해 파지하는 클램핑수단; 스택 테이블 측으로 공급되는 분리막이 지그재그 형상으로 접히게 하며 분리막 사이에 교대로 음극판 및 양극판이 적층되도록 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단을 양측으로 왕복 선회시키는 틸팅 구동수단; 및 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단, 클램핑수단 및 틸팅 구동수단을 지지하는 지지수단;을 포함하며, 틸팅 구동수단은, 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단이 탑재되는 틸팅 프레임; 및 스택 테이블, 극판 적층 위치 조절수단 및 클램핑수단이 탑재되는 틸팅 프레임을 지지수단의 마운팅 프레임 양측으로 45도씩 왕복 선회시키는 틸팅용 서보모터;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 지지수단은, 베이스; 베이스의 길이방향으로 연장되면서 베이스의 상부면 외측으로 수직하게 연장되되, 이격 배치되는 제 1 및 제 2 지지프레임; 제 1 및 제 2 지지프레임 사이에 승강 가능하게 배치되는 마운팅 프레임; 및 마운팅 프레임을 승강 작동시키는 마운팅 프레임 승강용 서보모터;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 마운팅 프레임 승강용 서보모터는 상기 베이스의 하부면에 설치되며, 마운팅 프레임 승강용 서보모터의 회전축은 베이스를 수직으로 관통하여 연장되되, 마운팅 프레임 승강용 서보모터의 회전축에는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루가 수직하게 연결되고, 마운팅 프레임의 하부에는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루가 맞물리며 관통하는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루 너트가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 틸팅 프레임은, 마운팅 프레임의 침강된 중앙부에 배치되며, 마운팅 프레임의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되는 헤드부; 및 헤드부의 하부면에 일체로 형성되는 스커트부;를 포함하되, 헤드부의 양단은 스커트부의 양단 외측으로 수평하게 연장되며, 헤드부의 양단에는 인접한 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부로 수평하게 연장되는 틸팅축이 장착되는 틸팅 플랜지들이 상기 스커트부 측으로 수직하게 연장되고, 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부로 연장된 틸팅축의 연장단은 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부에 회전 가능하게 지지되되, 어느 하나의 틸팅축은 틸팅용 서보모터와 연결되며, 틸팅용 서보모터는 마운팅 프레임의 일단 또는 타단 상부에 설치되어 틸팅 프레임과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 틸팅용 서보모터에는 틸팅용 서보모터를 냉각하는 펠티어소자의 냉각부가 밀착되게 장착되며, 펠티어소자들의 발열부 측에는 발열부의 열을 외부로 배출하는 송풍팬이 장착될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 극판 적층 위치 조절수단은, 틸팅 구동수단의 틸팅 프레임의 스커트부에 형성된 중공부의 바닥에 설치되는 적층 위치조절용 서보모터; 적층 위치조절용 서보모터의 회전축에 연결되며, 스커트부 및 스커트부의 하부에 배치되는 제 2 승강 플레이트를 관통하되, 제 2 승강 플레이트에 설치된 적층 위치조절용 볼 스크루 너트에 맞물리며 관통하는 적층 위치조절용 볼 스크루; 틸팅 프레임의 헤드부와 스택 테이블 사이에 배치되어 스택 테이블을 지지하며, 제 2 승강 플레이트와 제 2 연결로드를 매개로 연결되는 제 3 승강 플레이트;를 포함하되, 적층 위치조절용 서보모터는 셀 스택 제조 시 적층된 음극판 또는 양극판의 두께에 대응하는 길이만큼 적층 위치조절용 볼 스크루를 회전시켜 제 2 승강 플레이트, 제 3 승강 플레이트 및 스택 테이블을 하강 시킬 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 제 3 승강 플레이트와 스택 테이블은 다리부재를 매개로 연결되되, 다리부재는 제 3 승강 플레이트의 양단에 인접한 상부면과 마주하는 스택 테이블의 흡착 테이블을 연결할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 제 3 승강 플레이트의 양단과 이어지는 하부면에는 헤드부를 수직으로 슬라이딩 가능하게 관통하면서 스커트부의 양단과 마주하는 연장브라켓이 수직하게 연장되되, 연장브라켓과 마주하는 스커트부의 양단에는 스커트부의 수직한 길이 방향을 따라 적층 위치조절용 엘엠 가이드가 설치되고, 연장브라켓에는 적층 위치조절용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 적층 위치조절용 엘엠 가이드 블록가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 스택 테이블은, 상기 헤드부 상부 측에 이격 배치되되, 평면에서 봤을 때 "]"자 형상으로 제공되는 흡착 테이블; 흡착 테이블을 내부를 채울 수 있게 제공되는 승강 테이블; 및 승강 테이블을 승강시키는 승강 테이블 승강용 실린더;를 포함하며, 승강 테이블 승강용 실린더는 실린더 로드가 제2 승강 플레이트의 하부 외측으로 신장되도록 제 2 승강 플레이트의 양단 하부 측에 설치되고, 승강 테이블 승강용 실린더의 실린더 로드들은 제 2 승강 플레이트의 하부 외측에 수평하게 배치되는 제 1 승강 플레이트에 의해 서로 연결되며, 제 1 승강 플레이트와 승강 테이블은 제 2 승강 플레이트, 스커트부, 헤드부 및 제 3 승강 플레이트를 관통하는 제 1 연결로드들을 매개로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 클램핑수단은, 스택 테이블의 일측 양단 측 및 타측 양단에 배치되는 4개의 그리퍼 조립체; 스택 테이블의 길이 방향으로 마주하는 2개의 그리퍼 조립체를 연동시키되, 연동하는 각각의 2개의 그리퍼 조립체들이 스택 테이블에 적층되는 분리막, 음극판, 양극판의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압할 수 있게 이동시키는 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부; 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부를 각각 지지하는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임; 및 그리퍼 조립체들이 스택 테이블에 적층되는 분리막, 음극판, 양극판의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압할 수 있게 제 1 및 제 2 클램핑 프레임을 승강 작동시키는 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 제 1 및 제 2 클램핑 프레임은 각각 지지수단의 마운팅 프레임의 일측 및 타측에서 마운팅 프레임의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되되 틸팅 구동수단의 틸팅 프레임의 스커트부 일측 및 타측에 승강 가능하게 탑재되고, 스커트부의 일측 및 타측에는 스커트부의 수직한 길이방향을 따라 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드가 설치되며, 각각의 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드와 마주하는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 내측면에는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드 블록이 설치되고, 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부는, 각각의 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 외측면 하부 측에 배치되는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터; 및 동력전달수단에 의해 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터의 회전축과 연결되어 회전하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루;를 포함하며, 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루는 각각 스커트부와 제 1 및 제 2 클램핑 프레임 사이에 수직하게 배치되되, 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 내측면에는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루가 맞물리며 관통하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루 너트가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 제 1 그리퍼 이동부는 제 1 클렘핑 프레임의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터; 및 제 1 클램핑 프레임의 상부에 서로 간섭되지 않게 제 1 클램핑 프레임의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 제 1 클램핑 프레임의 상부에 회전 가능하게 지지되는, 나사산이 서로 반대방향으로 연장된 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루;를 포함하되, 제 1 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루는 각각 인접 배치된 그리퍼 조립체 이동용 서보모터와 동력전달수단을 매개로 연결되고, 제 2 그리퍼 이동부는 제 2 클램핑 프레임의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터; 및 제 2 클램핑 프레임의 상부에 서로 간섭되지 않게 제 2 클램핑 프레임의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 제 2 클램핑 프레임의 상부에 회전 가능하게 지지되는, 나사산이 서로 반대방향으로 연장된 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루;를 포함하되, 제 2 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루는 각각 인접 배치된 그리퍼 조립체 이동용 서보모터와 동력전달수단을 매개로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 각각의 그리퍼 조립체는, 슬라이더; 및 수평하게 연장된 바 형상을 가지며, 슬라이더에 탑재되는 그리퍼;를 포함하며, 2개의 그리퍼 조립체는 한 쌍으로 제공되는 제 1 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 마주하게 각각 연결되고, 2개의 그리퍼 조립체는 한 쌍으로 제공되는 제 2 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 마주하게 각각 연결되되, 그리퍼 조립체들의 슬라이더에는 대응하는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 맞물리는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루 너트들이 설치되며, 그리퍼 조립체들의 슬라이더에는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 외측면에 형성된 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드 블록이 설치될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 그리퍼는 액추에이터에 승강 가능하게 장착되되, 액추에이터는 수직한 판 형상의 가변블록에 고정 장착되고, 가변블록은 슬라이더에 고정 장착된 고정블록의 배면 측에 나사들을 매개로 결합되어 지지될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치에서, 고정블록의 일측에 제 1 고정편이 돌출되게 장착되며, 제 1 고정편과 마주하는 가변블록에는 제 1 고정편과 상하로 마주하는 제 1 가변편이 돌출되게 장착되되, 제 1 고정편에는 제 1 가변편에 나사부의 단부가 체결되는 제 1 미세조정볼트가 끼워지고, 고정블록의 타측에는 가변블록을 수평하게 관통하여 연장되는 제 2 고정편이 장착되며, 가변블록의 배면에는 제 2 고정편과 좌우방향으로 마주하는 제 2 가변편이 돌출되게 장착되되, 제 2 가변편에는 제 2 고정편에 나사부의 단부가 체결되는 제 2 미세조정볼트가 끼워질 수 있다.
본 발명에 의하면, 스택 테이블을 좌우로 틸팅(tilting)시켜 Z-스택킹(stacking) 방식으로 셀 스택을 제조할 수 있기 때문에 셀 스택 제조장치의 구성이 간단하고, 그로 인해 셀 스택 제조장치의 조립 및 유지보수가 용이한 효과를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 셀 스택 제조 시 적층횟수에 맞추어 스택 테이블의 높이를 가변시킬 수 있기 때문에 음극판 및 양극판의 적층 위치(높이)를 항상 동일하게 유지할 수 있으며, 그로 인해 종래와 같이 셀 스택 제조 과정에서 분리막이 찢어지거나 파손되는 문제를 해결할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지용 셀 스택 제조장치의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 틸팅 구동수단 및 극판 적층 위치 조절수단를 나타낸 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 극판 적층 위치 조절수단을 확대하여 나타낸 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 틸팅 구동수단에의 작동상태를 나타낸 도면.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시된 클램핑수단을 나타낸 도면으로, 제 1 클램핑 프레임에 배치되는 제 1 그리퍼 승강부, 제 1 그리퍼 이동부 및 2개의 그리퍼 조립체의 연결관계를 나타낸 사시도.
도 7a 및 도 7b는 도 1에 도시된 클램핑수단을 나타낸 도면으로, 제 2 클램핑 프레임에 배치되는 제 2 그리퍼 승강부, 제 2 그리퍼 이동부 및 2개의 그리퍼 조립체의 연결관계를 나타낸 사시도.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시된 그리퍼 조립체에 탑재되는 그리퍼를 나타낸 도면.
도 9a 및 도 9b는 도 1에 도시된 스택 테이블에 음극판, 양극판 및 분리막이 적층되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 이차전지 셀 스택 제조용 스택 테이블 틸팅장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
첨부된 도면 중, 도 1 내지 도 9b는 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 9b를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치(100)는 음극판 전달 픽커(20; 도 9a 및 도 9b 참조) 및 양극판 전달 픽커(30; 도 9a 및 도 9b 참조)에서 연속하여 공급되는 음극판(N; 도 9a 및 도 9b 참조) 및 양극판(P; 도 9a 및 도 9b 참조)이 분리막(S; 도 9a 및 도 9b 참조)을 사이에 두고 순차적으로 적층되게 하는 스택 테이블(130)과, 적층되는 음극판(N) 및 양극판(P)의 적층횟수와 관계없이 음극판(N) 및 양극판(P)을 동일한 위치(높이)에서 적층되게 스택 테이블(130)의 위치를 조절하는 극판 적층 위치 조절수단(140), 스택 테이블(130)에 적층되는 음극판(N)과 양극판(P) 및 분리막(S)의 가장자리 부분을 스택 테이블(130) 측으로 가압해 파지하는 클램핑수단(150)과, 스택 테이블(130) 측으로 공급되는 분리막(S)이 지그재그 형상으로 접히게 하며 지그재그 형상으로 접힌 분리막(S) 사이에 교대로 음극판(N) 및 양극판(P)이 적층될 수 있게 하는 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140) 및 클램핑수단(150)을 양측(좌우 측)으로 왕복 선회시키는 틸팅 구동수단(120)을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치(100)는 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140), 클램핑수단(150) 및 틸팅 구동수단(120)을 지지하는 지지수단(110)을 더 포함한다.
먼저, 지지수단(110)은 베이스(111)와, 베이스(111)의 상부면에 형성되는 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)을 포함한다.
제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)은 베이스(111)의 길이방향으로 연장되면서 베이스(111)의 상부면 외측으로 수직하게 연장된다. 이때 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)은 도시된 바와 같이 소정의 간격으로 이격된다.
한편, 지지수단(110)은 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b) 사이에 배치되는 마운팅 프레임(113)과, 마운팅 프레임(113)을 승강 작동시키는 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)를 더 포함한다.
마운팅 프레임(113)은 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)과 마찬가지로 베이스(111)의 길이방향으로 연장되면서 베이스(111)의 상부면 외측으로 수직하게 연장된다.
이렇게 형성된 마운팅 프레임(113)은 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b) 사이에 승강 가능하게 배치된다. 이를 위해서 마운팅 프레임(113)의 일단 및 타단 양측에는 각각 마운팅 프레임 승강용 엘엠가이드(114a)가 수직으로 연장되게 설치되며, 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)의 내측면에는 마운팅 프레임 승강용 엘엠가이드(114a)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 마운팅 프레임 승강용 엘엠 가이드 블록(114b)이 설치된다.
그리고 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)과 마운팅 프레임(113)은 마운팅 프레임(113)에 지지되는 틸팅 구동수단(120)에 의해 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)과 마운팅 프레임(113)은 양측으로 왕복 선회하는 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140), 클램핑수단(150)에 간섭되지 않게 중앙부가 침강되게 형성된다. 즉 제 1 및 제 2 지지프레임(112a, 112b)과 마운팅 프레임(113)은 정면에서 봤을 때 대략 "∪"자 형상 가진다.
마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)는 베이스(111)의 하부면에 설치되며, 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)의 회전축은 베이스(111)를 수직으로 관통하여 연장된다. 이때 베이스(111)를 관통한 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)의 회전축에는 통상의 커플링을 매개로 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루(116)가 수직하게 연결된다.
그리고 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루(116)는 마운팅 프레임(113)의 하부를 수직으로 관통하는데, 마운팅 프레임(113)의 하부에는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루(116)가 맞물리며 관통하는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루 너트(117)가 설치된다.
이렇게 배치된 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)는 스택 테이블(130)에서 셀 스택의 제조가 완료되면 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루(116)를 정회전시켜 마운팅 프레임(113)을 상승시키는데, 이때 상승하는 마운팅 프레임(113)은 제조된(적층 완료된) 셀 스택을 배출위치로 안내한다.
그리고 제조된 셀 스택이 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치(100)의 외부로 배출이 완료되면, 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루(116)를 역회전시켜 마운팅 프레임(113)을 하강시킨다.
틸팅 구동수단(120)은 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140) 및 클램핑수단(150)이 탑재되는 틸팅 프레임(121)과, 틸팅 프레임(121)을 마운팅 프레임(113)의 양측으로 왕복 선회시키는 틸팅용 서보모터(126)를 포함한다.
틸팅 프레임(121)은 마운팅 프레임(113)의 침강된 중앙부에 배치되며 마운팅 프레임(113)의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되는 헤드부(122)와, 헤드부(122)의 하부면에 일체로 형성되는 스커트부(124)를 포함한다.
이때, 헤드부(122)의 양단은 도시된 바와 같이 스커트부(124)의 양단 외측으로 수평하게 더 연장되게 형성되며, 이렇게 형성된 헤드부(122)의 양단에는 스커트부(124) 측으로 수직하게 연장된 틸팅 플랜지(123)가 일체로 형성되고, 틸팅 플랜지(123)들에는 인접한 마운팅 프레임(113)의 일단 상부 및 타단 상부로 수평하게 연장되는 틸팅축(125)이 장착된다.
그리고 마운팅 프레임(113)의 일단 상부 및 타단 상부로 연장된 틸팅축(125)의 연장단은 각각 마운팅 프레임(113)의 일단 상부 및 타단 상부에 회전 가능하게 지지된다.
여기서, 틸팅축(125)들이 장착되는 틸팅 플랜지(123)들을 스커트부(124) 측으로 수직하게 연장시키는 것은 틸팅축(125)의 회전중심과 틸팅 프레임(121)의 무게중심을 일치시키기 위함이며, 이로 인해 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140) 및 클램핑수단(150)을 양측(좌우 측)으로 틸팅 시 관성의 영향을 줄이고 틸팅 속도를 올릴 수 있다.
틸팅용 서보모터(126)는 틸팅축(125)이 회전 가능하게 지지된 마운팅 프레임(113)의 일단 상부 또는 마운팅 프레임(112)의 일단 상부 및 타단 상부에 설치된다. 이렇게 마운팅 프레임(113)의 일단 상부 또는 마운팅 프레임(112)의 일단 상부 및 타단 상부에 설치된 틸팅용 서보모터(126)의 회전축은 감속기를 매개로 인접한 틸팅축(125)과 연결된다.
이와 같이 틸팅축(125)과 연결된 틸팅용 서보모터(126)는 셀 스택 제조 시 틸팅축(125) 및 틸팅 프레임(121)을 마운팅 프레임(113)의 양측(좌우 측)으로 45도씩 왕복 선회시키는데, 이에 의해 틸팅 프레임(121)에 탑재된 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140) 및 클램핑수단(150)도 틸팅 프레임(121)을 따라 마운팅 프레임(113)의 양측(좌우 측)으로 45도씩 왕복 선회 작동된다.
그리고 셀 스택의 제조가 완료되면, 틸팅용 서보모터(126)는 틸팅축(125)들을 회전시켜 틸팅 프레임(121)을 수직으로 세워 제조된 셀 스택을 배출위치로 안내될 수 있게 한다.
바람직하게는, 틸팅용 서보모터(126)의 모터 케이스 상에는 틸팅용 서보모터(126)를 냉각시켜 틸팅용 서보모터(126)의 성능을 향상시킬 수 있게 하는 펠티어소자(도시되지 않음)들의 냉각부가 밀착되게 장착되며, 펠티어소자들의 발열부 측에는 발열부에서 발산되는 열이 주변에 피해를 주지 않도록 열을 외부로 배출하는 송풍팬(도시되지 않음)이 장착될 수 있다.
스택 테이블(130)은 틸팅 프레임(121)의 헤드부(122) 상부 측에 이격 배치되는 흡착 테이블(131) 및 승강 테이블(134)을 포함한다.
흡착 테이블(131)은 평면에서 봤을 때 대략 "]"자 형상으로 제공되며, 상부면에는 흡착 테이블(131)의 형상을 따라 다수의 진공 흡착공(132)들이 형성된다.
진공 흡착공(132)들은 누구나 알 수 있듯이 통상의 진공 배관라인(도시되 않음)과 연결되고, 진공 흡착공(132)들은 진공 배관라인을 통해 진공압을 안내받아 흡착 테이블(131) 상부로 공급되는 분리막(S)을 선단 측을 고정시킨다.
그리고 흡착 테이블(131)에 형성된 개구부(133)로는 제조가 완료된 셀 스택을 파지해 후공정으로 이송시키는 셀 스택 배출 수단(도시되지 않음)이 출입하게 된다.
승강 테이블(134)은 평면에서 봤을 때 흡착 테이블(131)을 내부를 채울 수 있게 제공되어 흡착 테이블(131)과 함께 분리막(S)을 사이에 두고 음극판(N) 및 양극판(P)이 순차적으로 적층될 수 있게 하는 적층면을 형성한다.
한편, 승강 테이블(134)은 제조가 완료된 셀 스택을 셀 스택 배출 수단(도시되지 않음)이 용이하게 파지할 수 있게 승강 작동한다. 이를 위해서, 스택 테이블(130)은 승강 테이블(134)을 승강시키는 승강 테이블 승강용 실린더(135)를 더 포함한다.
승강 테이블 승강용 실린더(135)는 후술하는 극판 적층 위치 조절수단(140)의 제 2 승강 플레이트(144)의 양단에 설치되며, 승강 테이블 승강용 실린더(135)의 실린러 로드들은 제 2 승강 플레이트(144)의 하부 외측으로 신장된다.
그리고 승강 테이블 승강용 실린더(135)의 실린더 로드들은 제 2 승강 플레이트(144)의 하부 외측에 수평하게 배치되는 제 1 승강 플레이트(136)에 의해 서로 연결되는데, 이때 제 1 승강 플레이트(136)와 승강 테이블(134)은 제 1 연결로드(137)들을 매개로 연결된다.
제 1 연결로드(137)들은 제 1 승강 플레이트(136)에서부터 제 1 승강 플레이트(136)와 스커트부(124) 사이에 배치되는 극판 적층 위치 조절수단(140)의 제 2 승강 플레이트(144), 스커트부(124), 헤드부(122) 및 헤드부(122)와 승강 테이블(134) 사이에 배치되는 극판 적층 위치 조절수단(140)의 제 3 승강 플레이트(146)를 관통해 승강 테이블(134)의 하부에 연결된다.
즉, 스택 테이블(130)에서 셀 스택의 제조가 완료되면 틸팅 구동수단(120)의 틸팅용 서보모터(126)는 틸팅 프레임(121)을 수직으로 세우고, 지지수단(110)의 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)는 마운팅 프레임(113)을 상승시켜 제조가 완료된 셀 스택을 배출위치로 안내하는데, 이에 의해 흡착 테이블(131)의 개구부(133)는 셀 스택 배출 수단(도시되지 않음)과 마주하게 되고, 셀 스택 배출 수단이 제조가 완료된 셀 스택을 파지하기 위해 흡착 테이블(131)의 개구부(133) 측으로 이동하면 승강 테이블 승강용 실린더(135)의 실린더 로드를 신장시켜 제 1 승강 플레이트(136)를 하강시킨다. 그리고 제 1 승강 플레이트(136)가 하강함에 따라 제 1 연결로드(137)들로 연결되는 승강 테이블(134)은 제 1 승강 플레이트(136)를 따라 하강하게 된다.
그리고 셀 스택 배출 수단이 제조가 완료된 셀 스택을 개구부(133)를 통해 파지해 나가면 승강 테이블 승강용 실린더(135)는 신장된 실린더 로드를 복귀시키는데, 이에 의해 제 1 승강 플레이트(136) 및 승강 테이블(134)도 상승하면서 복귀하게 된다.
극판 적층 위치 조절수단(140)은 셀 스택 제조 시 음극판(N) 및 양극판(P)이 동일한 위치(높이)에서 분리막(S)에 적층되도록 스택 테이블(130)의 위치를 조절하는 적층 위치조절용 서보모터(141)를 포함한다.
적층 위치조절용 서보모터(141)는 도시된 바와 같이 틸팅 프레임(121)의 스커트부(124)에 형성된 중공부(127)의 바닥에 설치되고, 적층 위치조절용 서보모터(141)의 회전축에는 통상의 커플링을 매개로 적층 위치조절용 볼 스크루(142)가 수직하게 연결된다.
적층 위치조절용 볼 스크루(142)는 스커트부(124), 스커트부(124)의 하부와 제 1 승강 플레이트(136) 사이에 배치되는 제 2 승강 플레이트(144) 및 제 1 승강 플레이트(136)을 수직으로 관통해 연장된다. 이때 제 2 승강 플레이트(144)에는 적층 위치조절용 볼 스크루(142)가 맞물리며 관통하는 적층 위치조절용 볼 스크루 너트(143)가 설치된다.
그리고 제 2 승강 플레이트(144)는 제 2 연결로드(145)를 매개로 스택 테이블(130)을 지지하는 제 3 승강 플레이트(146)와 연결된다.
제 3 승강 플레이트(146)는 스택 테이블(130)을 지지할 수 있도록 도시된 바와 같이 틸팅 프레임(121)의 헤드부(122)와 스택 테이블(130) 사이에 수평하게 배치되는데, 이때 제 3 승강 플레이트(146)의 양단에 인접한 상부면과 마주하는 스택 테이블(130)의 흡착 테이블(131)은 다리부재(147)를 매개로 서로 연결된다.
그리고 제 3 승강 플레이트(146)의 양단과 이어지는 하부면에는 틸팅 프레임(121)의 헤드부(122)를 수직으로 슬라이딩 가능하게 관통하며 스커트부(124)의 양단과 마주하는 연장브라켓(148)이 수직하게 연장된다. 이때 연장브라켓(148)과 마주하는 스커트부(124)의 양단에는 스커트부(124)의 수직한 길이 방향을 따라 적층 위치조절용 엘엠 가이드(149a)가 승강 테이블 승강용 실린더(135)에 간섭되지 않게 설치되며, 연장브라켓(148)에는 적층 위치조절용 엘엠 가이드(149a)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 적층 위치조절용 엘엠 가이드 블록(149b)이 설치된다.
즉, 셀 스택 제조 시 기설정된 적층 위치에서 음극판(N) 또는 양극판(P)이 분리막(S)에 적층되면, 적층 위치조절용 서보모터(141)는 적층된 음극판(N) 또는 양극판(P)의 두께에 대응하는 길이만큼 적층 위치조절용 볼 스크루(142)를 정회전시켜 제 2 승강 플레이트(144)를 음극판(N) 또는 양극판(P)의 두께에 대응되게 하강시키는데, 이때 제 2 연결로드(145)를 매개로 제 2 승강 플레이트(144)와 연결된 제 3 승강 플레이트(146)와, 제 3 승강 플레이트(146)와 다리부재(147)를 매개로 흡착 테이블(131)과 연결된 스택 테이블(130)도 적층되는 음극판(N) 또는 양극판(P)의 두께에 대응되게 하강하며, 이에 의해 셀 스택 제조 시 적층되는 음극판(N) 및 양극판(P)의 적층횟수와 관계없이 음극판(N)과 양극판(P)은 동일한 위치(높이)에서 분리막(S)에 적층된다.
그리고 적층 위치조절용 서보모터(141)는 셀 스택의 제조가 완료되면 적층 위치조절용 볼 스크루(142)를 역회전시켜 제 2, 제 3 승강 플레이트(144, 146) 및 스택 테이블(130)를 복귀시킨다.
클램핑수단(150)은 스택 테이블(130)의 일측 양단 측 및 타측 양단에 배치되는 4개의 그리퍼 조립체(162)와, 스택 테이블(130)의 길이 방향으로 마주하는 2개의 그리퍼 조립체(162)를 각각 연동시키되, 연동하는 각각의 2개의 그리퍼 조립체(162)들이 스택 테이블(130)에 적층되는 분리막(S), 음극판(N), 양극판(P)의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압할 수 있게 이동시키는 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부(159a, 159b)를 포함한다.
또한, 클램핑수단(150)은 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부(159a, 159b)를 각각 지지하는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)와, 각각의 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 승강 작동시켜 그리퍼 조립체(162)들이 스택 테이블(130)에 적층되는 분리막(S), 음극판(N), 양극판(P)의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압 하게 하는 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부(155a, 155b)를 더 포함한다.
제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)은 각각 마운팅 프레임(113)의 일측 및 타측에서 마운팅 프레임(113)의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되며, 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)의 외측면에는 각각 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드(152a, 152b)가 설치된다.
그리고 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)은 각각 틸팅 프레임(121)의 스커트부(124) 일측 및 타측에 승강 가능하게 탑재되는데, 이를 위해서 스커트부(124)의 일측 및 타측에는 스커트부(124)의 수직한 길이방향을 따라 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드(153a, 153b)가 설치되며, 각각의 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드(153a, 153b)와 마주하는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)의 내측면에는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드(153a, 153b)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드 블록(154a, 154b)이 설치된다.
여기서, 스커트부(124)의 일측 및 타측에 설치되는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드(153a, 153b)는 적층 위치조절용 서보모터(141)에 간섭되지 않게 스커트부(124)의 일측 및 타측에 설치되는 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)를 매개로 스커트부(124)의 일측 및 타측에 설치된다.
한편, 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부(155a, 155b)는 각각의 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)의 외측면 하부 측에 배치되는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)와, 통상의 동력전달수단에 의해 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)의 회전축과 연결되어 회전하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)를 포함한다.
제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)는 짝을 이루는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)에 인접한 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)와 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b) 사이에 수직하게 배치된다.
이때, 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)의 하부는 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)의 하부에서 인접한 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)의 하부 외측으로 연장되는 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)의 하부 측에 회전 가능하게 지지되는데, 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)의 내측면에는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)가 맞물리며 관통하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루 너트(158a, 158b)가 설치된다.
그리고 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)는 짝을 이루는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)들도 마찬가지로 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)의 하부 측에 설치되는데, 제 1 및 제 2 지지플레이트(177a, 177b)는 측면에서 봤을 때 대략 "L"자 형상을 가진다.
여기서, 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)와 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)를 연결하는 통상의 동력전달수단은 타이밍 벨트 풀리 및 타이밍 벨트 일 수 있으며, 타이밍 벨트 풀리 및 타이밍 벨트를 이용한 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)와 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)의 연결 관계는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
이렇게 형성된 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부(155a, 155b)의 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)들은 셀 스택 제조 시 각각의 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 승강 작동시켜 그리퍼 조립체(162)들이 스택 테이블(130)에 적층되는 분리막(S), 음극판(N), 양극판(P)의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압 할 수 있게 한다.
또한, 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부(155a, 155b)의 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)들은 제조 완료된 셀 스택 배출 시 셀 스택 배출 수단이 제조 완료된 셀 스택을 파지하면 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)를 정회전시켜 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 상승시키는데, 이때 제조 완료된 셀 스택을 가압 구속하고 있던 그리퍼 조립체(162)들은 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 따라 상승하게 되고, 이에 의해 셀 스택 배출 수단은 제조 완료된 셀 스택을 외부로 배출할 수 있게 된다.
그리고 셀 스택 배출 수단이 제조 완료된 셀 스택의 배출을 완료하면, 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루(157a, 157b)를 역회전시켜 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 하강시키는데, 이때 그리퍼 조립체(162)들도 제 1 및 제 2 클램핑 프레임(151a, 151b)을 따라 하강하며 복귀된다.
제 1 그리퍼 이동부(159a)는 제 1 클램핑 프레임(151a)의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160a)와, 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부에 서로 간섭되지 않게 제 1 클램핑 프레임(151a)의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부에 회전 가능하게 지되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)를 포함한다.
마찬가지로 제 2 그리퍼 이동부(159b)는 제 2 클렘핑 프레임(151b)의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160b)와, 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부에 서로 간섭되지 않게 제 2 클램핑 프레임(151b)의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부에 회전 가능하게 지지되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)를 포함한다.
즉, 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부에 한 쌍으로 제공되는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a) 중 어느 하나는 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부 일단에서 제 1 클램핑 프레임(151a)의 중심부로 수평하게 연장되며, 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)는 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부 타단에서 제 1 클램핑 프레임(151a)의 중심부로 수평하게 연장되는데, 이때, 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부에 한 쌍으로 제공되는 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)는 통상의 동력전달수단에 의해 인접한 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160a)의 회전축과 연결되고, 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)는 통상의 동력전달수단에 의해 인접한 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160a)와 연결된다.
그리고 마찬가지로 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부에 한 쌍으로 제공되는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b) 중 어느 하나는 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부 일단에서 제 2 클램핑 프레임(151b)의 중심부로 수평하게 연장되며, 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)는 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부 타단에서 제 2 클램핑 프레임(151b)의 중심부로 수평하게 연장되는데, 이때, 각각의 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부에 한 쌍으로 제공되는 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)는 통상의 동력전달수단에 의해 인접한 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160b)의 회전축과 연결되고, 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)는 통상의 동력전달수단에 의해 인접한 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160b)와 연결된다.
한편, 제 1 클램핑 프레임(151a)의 상부에 한 쌍으로 제공된 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)는 나사산이 서로 다른 방향으로 연장되게 형성되며, 마찬가지로 제 2 클램핑 프레임(151b)의 상부에 한 쌍으로 제공된 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)는 나사산이 서로 다른 방향으로 연장되게 형성된다.
본 발명에서는 제 1 그리퍼 이동부(159a)가 2개의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160a)와 2개의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)로 이루어지고, 마찬가지로 제 2 그리퍼 이동부(159b)가 2개의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160b)와 2개의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)로 이루어져 있지만, 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부(159a, 159b)는 단일의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터와 나사산이 중심부에서 각 단부 측으로 반대방향으로 형성된 단일 그리퍼 이동용 볼 스크루로도 이루어질 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다.
4개의 그리퍼 조립체(162)는 동일한 구성 및 형상을 가지는 것으로, 각각의 그리퍼 조립체(162)들은 슬라이더(163)와, 슬라이더(163)에 탑재되는 그리퍼(164)를 포함한다.
이렇게 형성된 그리퍼 조립체(162)들은 2개씩 마주하게 한 조를 이뤄 제 1 그리퍼 이동부(159a) 및 제 2 그리퍼 이동부(159b)에 연결된다.
즉, 제 1 그리퍼 이동부(159a)에 연결되는 어느 하나의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)는 제 1 그리퍼 이동부(159a)가 가지는 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)에 연결되고, 제 1 그리퍼 이동부(159a)에 연결되는 또 다른 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)는 제 1 그리퍼 이동부(159a)가 가지는 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)에 연결된다.
그리고 제 2 그리퍼 이동부(159b)에 연결되는 어느 하나의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)는 제 2 그리퍼 이동부(159b)가 가지는 어느 하나의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)에 연결되고, 제 2 그리퍼 이동부(159b)에 연결되는 또 다른 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)는 제 2 그리퍼 이동부(159b)가 가지는 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)에 연결된다.
이때, 각각의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163) 하부에는 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부(159a, 159b)의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a, 161b)에 맞물리는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루 너트(165)가 설치된다.
그리고 제 1 그리퍼 이동부(159a)의 어느 하나 및 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161a)에 연결된 각각의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)에는 제 1 클램핑 프레임(151a)의 외측면에 형성된 제 1 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드(152a)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드 블록(175)이 설치되며, 마찬가지로 제 2 그리퍼 이동부(159b)의 어느 하나 및 또 다른 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루(161b)에 연결된 각각의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)에는 제 2 클램핑 프레임(151b)의 외측면에 형성된 제 2 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드(152b)에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드 블록(175)이 설치된다.
이렇게 제 1 그리퍼 이동부(159a)에 연결된 2개의 그리퍼 조립체(162)는 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160a)의 작동에 의해 스택 테이블(130)의 일측 양단 측으로 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동되며, 마찬가지로 제 2 그리퍼 이동부(159b)에 연결된 2개의 그리퍼 조립체(162)는 그리퍼 조립체 이동용 서보모터(160b)의 작동에 의해 스택 테이블(130)의 타측 양단 측으로 근접하거나 멀어지는 방향으로 이동된다.
한편, 각각의 그리퍼 조립체(162)의 슬라이더(163)에 탑재되는 그리퍼(164)는 도시된 바와 같이 수평하게 연장된 바(bar) 형상으로 제공되며, 그리퍼(164)는 통상의 공압실린더 또는 통상의 리니어 모터와 같은 액추에이터(176)에 승강 가능하게 장착된다.
그리고, 그리퍼(164)가 장착된 액추에이터(176)는 수직한 판 형상의 가변블록(166)에 고정 장착되고, 가변블록(166)은 슬라이더(163)에 고정 장착된 고정블록(167)의 배면 측에 나사(174)들을 매개로 결합되어 지지된다.
이렇게 슬라이더(163)에 지지되는 그리퍼(164)들은 스택 테이블(130)에 적층되는 분리막(S), 음극판(N), 양극판(P)의 가압 고정을 위해 슬라이더(163)가 스택 테이블(130) 측으로 이동하면 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부(155a, 155b)의 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a 156b)의 작동에 의해 상승하였다 하강하면서 분리막(S), 음극판(N), 양극판(P)의 일측 및 타측 가장자리를 가압 고정한다.
그리고 그리퍼(164)들은 기준위치가 좌우 및 상하 방향으로 미세조정 될 수 있게 슬라이더(163)에 탑재된다.
이를 위해서, 고정블록(167)의 일측에 제 1 고정편(168)이 돌출되게 장착되며, 제 1 고정편(168)과 마주하는 가변블록(166)의 전면에는 제 1 고정편(168)과 상하로 마주하는 제 1 가변편(169)이 돌출되게 장착되는데, 이때 제 1 고정편(168)에는 제 1 가변편(169)에 나사부의 단부가 체결되는 제 1 미세조정볼트(170)가 끼워진다.
그리고 고정블록(167)의 타측에는 가변블록(166)을 수평하게 관통하여 연장되는 제 2 고정편(171)이 장착되며, 가변블록(166)의 배면에는 제 2 고정편(171)과 좌우방향으로 마주하는 제 2 가변편(172)이 돌출되게 장착되는데, 이때 제 2 가변편(172)에는 제 2 고정편(171)에 나사부의 단부가 체결되는 제 2 미세조정볼트(173)가 끼워진다.
여기서, 그리퍼(164)들의 기준위치 미세 조정은 가변블록(166)이 유동될 수 있게 가변블록(166)을 고정블록(167)에 결합 지지시키는 나사(174)들을 조금 풀어낸 후, 제 1 및 제 2 미세조정볼트(170, 173)를 풀어내거나 조임으로써 이루어지며, 그리퍼(164)의 기준위치에 대한 미세 조정이 완료되면 다시 나사(174)들을 완전하게 체결시켜 가변블록(166)을 고정블록(167)에 결합 지지시킨다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치의 작동상태를 간략하게 설명한다.
본 발명에 따른 이차전지용 내부 셀 스택 제조장치(100)를 이용해 셀 스택을 제조하기 위해서는, 분리막공급유닛(10)으로부터 공급되는 분리막(S)의 선단 측을 스택 테이블(130)의 흡착 테이블(131)에 고정시킨다.
분리막(S)의 선단측이 스택 테이블(130)에 고정되면, 분리막(S)을 지그재그 형상으로 접으면서 그 사이로 음극판(N) 및 양극판(P)을 교번으로 적층시키기 위해, 우선 틸팅 구동수단(120)은 틸팅용 서보모터(126)를 작동시켜 틸팅축(125)을 음극판 전달 픽커(20) 측으로 선회시킨다(도 9a 참조).
틸팅축(125)이 음극판 전달 픽커(20) 측으로 선회되면, 틸팅축(125)에 장착된 틸팅 프레임(121), 틸팅 프레임(121)에 탑재된 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140), 및 크램핑수단(150)도 같이 음극판 전달 픽커(20) 측으로 선회되고, 분리막(S)이 고정된 스택 테이블(130)은 음극판 전달 픽커(20)와 마주하게 되는데, 이때 음극판 전달 픽커(20)는 흡착한 음극판(N)을 스택 테이블(130)에 고정된 분리막(S) 위에 안착시키고 상승한다(도 9a 참조).
그리고 이와 동시에 클램핑수단(150)은 제 2 클램핑 프레임(151b)에 지지되는 2개의 그리퍼 조립체(162)를 스택 테이블(130) 측으로 근접하게 이동시키는데, 이때 그리퍼 조립체(162)에 탑재된 그리퍼(164)들은 제 2 그리퍼 승강부(155b)의 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156b)의 작동에 의해 상승하였다가 하강하면서 분리막(S)에 안착된 음극판(N)의 타측 양단 가장자리를 스택 테이블(130) 측으로 가압하여 고정시킨다(도 9a 참조).
그리고 이와 동시에 극판 적층 위치 조절수단(140)은 적층 위치조절용 서보모터(141)를 작동시켜 분리막(S)에 안착된 음극판(N)의 두께만큼 스택 테이블(130)을 하강시킨다(도 9a 참조).
전술한 바와 같이 하나의 음극판(N)이 분리막(S)에 안착되어 적층되면, 틸팅용 서보모터(126)는 틸팅축(125)을 양극판 전달 픽커(40) 측으로 선회시킨다(도 9B 참조).
틸팅축(125)이 양극판 전달 픽커(30) 측으로 선회되면, 마찬가지로 틸팅축(125)에 장착된 틸팅 프레임(121), 틸팅 프레임(121)에 탑재된 스택 테이블(130), 극판 적층 위치 조절수단(140), 및 크램핑수단(150)도 같이 양극판 전달 픽커(30) 측으로 선회되고, 분리막(S)이 고정된 스택 테이블(130)은 양극판 전달 픽커(30)와 마주하게 되는데, 이때, 제 2 클램핑 프레임(151b)에 지지된 그리퍼 조립체(162)들의 그리퍼(164)가 스택 테이블(130)에 적층된 음극판(N)의 타측을 가압하여 고정하고 있기 때문에 분리막공급유닛(10)으로부터 공급되는 분리막(S)은 스택 테이블(130)에 적층된 음극판(N)을 상부를 덮게 된다(도 9b 참조).
그리고 스택 테이블(130)에 적층된 음극판(N)이 분리막(S)에 의해 덮어지면, 양극판 전달 픽커(30)는 흡착한 양극판(P)을 음극판(N)을 덮고 있는 분리막(S) 위에 안착시키고 상승한다(도 9b 참조).
그리고 이와 동시에 클램핑수단(150)은 제 1 클램핑 프레임(151a)에 지지되는 2개의 그리퍼 조립체(162)를 스택 테이블(130) 측으로 근접하게 이동시키는데, 이때 2개의 그리퍼 조립체(162)에 탑재된 그리퍼(164)들은 제 1 그리퍼 승강부(155a)의 제 1 그리퍼 조립체 승강용 서보모터(156a)의 작동에 의해 상승하였다가 하강하면서 분리막(S)에 안착된 양극판(P)의 일측 양단 가장자리를 스택 테이블(130) 측으로 가압하여 고정시킴과 동시에 음극판(N)의 타측 양단 가장자리를 가압 고정하고 있던 제 2 클램핑 프레임(151b)의 2개의 그리퍼 조립체(162)를 스택 테이블(130)에서 멀어지게 이격시켜 음극판(N)의 타측 양단 가장자리에 대한 가압 고정을 해제시킨다(도 9b 참조).
그리고 이와 동시에 극판 적층 위치 조절수단(140)은 적층 위치조절용 서보모터(141)를 작동시켜 분리막(S)에 안착된 양극판(P)의 두께만큼 스택 테이블(130)을 하강시킨다(도 9b 참조).
전술한 바와 같이 하나의 양극판(P)이 분리막(S)을 사이에 두고 적층되면, 틸팅용 서보모터(126)는 틸팅축(125)을 다시 음극판 전달 픽커(20) 측으로 선회시킨다.
틸팅축(125)이 다시 음극판 전달 픽커(20) 측으로 선회되면, 스택 테이블(130)은 다시 음극판 전달 픽커(20)와 마주하게 되는데, 이때, 제 1 클램핑 프레임(151a)에 지지된 그리퍼 조립체(162)들의 그리퍼(164)가 스택 테이블(130)에 적층된 양극판(P)의 일단측을 가압하여 고정하고 있기 때문에 분리막공급유닛(10)으로부터 공급되는 분리막(S)은 스택 테이블(130)에 적층된 양극판(P)을 상부를 덮게 되고, 양극판(P)을 덮은 분리막(S)에는 도 9a에서와 같이 다시 음극판(N)이 안착되어 고정된다.
즉, 전술한 방법을 반복적으로 연속하여 수행함에 따라 음극판(N) 및 양극판(P)은 분리막(S)을 사이에 두고 적층된다.
한편, 분리막(S)을 사이에 두고 음극판(N) 및 양극판(P)이 목표한 적층횟수로 적층이 완료되어 셀 스택으로 제조되면, 제조 완료된 셀 스택을 배출시키기 위해 틸팅용 서보모터(126)는 틸팅축(125)을 회전시켜 틸팅 프레임(121) 및 스택 테이블(130)을 수직으로 세우는데, 이와 동시에 지지수단(110)은 제조 완료된 셀 스택이 배출 위치로 안내될 수 있게 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)를 작동시켜 마운팅 프레임(113)을 상승시킨다.
그리고 제조 완료된 셀 스택이 배출 위치로 안내되면, 스택 테이블(130)의 흡착 테이블(131)은 셀 스택 배출 수단(도시되지 않음)과 마주하게 되는데, 이때 셀 스택 배출 수단이 제조가 완료된 셀 스택을 파지하기 위해 흡착 테이블(131)의 개구부(133) 측으로 이동하면 스택 테이블(130)의 승강 테이블 승강용 실린더(135)는 실린더 로드를 신장시켜 승강 테이블(134)를 하강시키고, 셀 스택 배출 수단이 제조가 완료된 셀 스택을 개구부(133)를 통해 파지해 나가면서 승강 테이블 승강용 실린더(135)는 승강 테이블(134)을 복귀시킨다.
그리고 셀 스택 배출 수단에 의해 배출되는 셀 스택에서 분리막(S)이 절단되면 마운팅 프레임 승강용 서보모터(115)는 마운팅 프레임(113)을 복귀시켜 다음 작업을 준비한다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치(100)는 스택 테이블(130)을 좌우로 틸팅(tilting)시켜 Z-스택킹(stacking) 방식으로 셀 스택을 제조할 수 있기 때문에 셀 스택 제조장치(100)의 구성이 간단하고, 그로 인해 셀 스택 제조장치(100)의 조립 및 유지보수가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 셀 스택 제조장치(100)는 셀 스택 제조 시 적층횟수에 맞추어 스택 테이블(130)의 높이를 가변시킬 수 있으므로 음극판(N) 및 양극판(P)의 적층 위치(높이)를 항상 동일하게 유지할 수 있으며, 그로 인해 종래와 같이 셀 스택 제조 과정에서 분리막(S)이 찢어지거나 파손되는 문제를 해결할 수 있게 한다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 음극판 및 양극판이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 스택 테이블;
    상기 음극판 및 상기 양극판의 적층횟수와 관계없이 상기 음극판 및 상기 양극판이 동일한 위치에서 적층되게 상기 스택 테이블의 위치를 조절하는 극판 적층 위치 조절수단;
    상기 스택 테이블에 적층되는 상기 음극판과 상기 양극판 및 상기 분리막의 일측 및 타측 가장자리 부분을 상기 스택 테이블 측으로 가압해 파지하는 클램핑수단;
    상기 스택 테이블 측으로 공급되는 상기 분리막이 지그재그 형상으로 접히게 하며 상기 분리막 사이에 교대로 상기 음극판 및 상기 양극판이 적층되도록 상기 스택 테이블, 상기 극판 적층 위치 조절수단 및 상기 클램핑수단을 양측으로 왕복 선회시키는 틸팅 구동수단; 및
    상기 스택 테이블, 상기 극판 적층 위치 조절수단, 상기 클램핑수단 및 상기 틸팅 구동수단을 지지하는 지지수단;을 포함하며,
    상기 틸팅 구동수단은,
    상기 스택 테이블, 상기 극판 적층 위치 조절수단 및 상기 클램핑수단이 탑재되는 틸팅 프레임; 및
    상기 스택 테이블, 상기 극판 적층 위치 조절수단 및 상기 클램핑수단이 탑재되는 상기 틸팅 프레임을 상기 지지수단의 마운팅 프레임 양측으로 45도씩 왕복 선회시키는 틸팅용 서보모터;를 포함하며,
    상기 틸팅용 서보모터의 모터 케이스 상에는 펠티어소자들의 냉각부가 밀착되게 장착되며, 상기 펠티어소자들의 발열부 측에는 송풍팬이 장착되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지수단은,
    베이스;
    상기 베이스의 길이방향으로 연장되면서 상기 베이스의 상부면 외측으로 수직하게 연장되되, 이격 배치되는 제 1 및 제 2 지지프레임;
    상기 제 1 및 제 2 지지프레임 사이에 승강 가능하게 배치되는 상기 마운팅 프레임; 및
    상기 마운팅 프레임을 승강 작동시키는 마운팅 프레임 승강용 서보모터;을 포함하는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마운팅 프레임 승강용 서보모터는 상기 베이스의 하부면에 설치되며,
    상기 마운팅 프레임 승강용 서보모터의 회전축은 상기 베이스를 수직으로 관통하여 연장되되,
    상기 마운팅 프레임 승강용 서보모터의 회전축에는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루가 수직하게 연결되고, 상기 마운팅 프레임의 하부에는 상기 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루가 맞물리며 관통하는 마운팅 프레임 승강용 볼 스크루 너트가 설치되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 틸팅 프레임은,
    상기 마운팅 프레임의 침강된 중앙부에 배치되며, 상기 마운팅 프레임의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되는 헤드부; 및
    상기 헤드부의 하부면에 일체로 형성되는 스커트부;를 포함하되,
    상기 헤드부의 양단은 상기 스커트부의 양단 외측으로 수평하게 연장되며, 상기 헤드부의 양단에는 인접한 상기 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부로 수평하게 연장되는 틸팅축이 장착되는 틸팅 플랜지들이 상기 스커트부 측으로 수직하게 연장되고,
    상기 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부로 연장된 상기 틸팅축의 연장단은 상기 마운팅 프레임의 일단 상부 및 타단 상부에 회전 가능하게 지지되되, 어느 하나의 상기 틸팅축은 상기 틸팅용 서보모터와 연결되며,
    상기 틸팅용 서보모터는 상기 마운팅 프레임의 일단 또는 타단 상부에 설치되어 상기 틸팅 프레임과 연결되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 틸팅용 서보모터에는 상기 틸팅용 서보모터를 냉각하는 펠티어소자의 냉각부가 밀착되게 장착되며, 상기 펠티어소자들의 발열부 측에는 상기 발열부의 열을 외부로 배출하는 송풍팬이 장착되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 극판 적층 위치 조절수단은,
    상기 틸팅 구동수단의 틸팅 프레임의 스커트부에 형성된 중공부의 바닥에 설치되는 적층 위치조절용 서보모터;
    상기 적층 위치조절용 서보모터의 회전축에 연결되며, 상기 스커트부 및 상기 스커트부의 하부에 배치되는 제 2 승강 플레이트를 관통하되, 상기 제 2 승강 플레이트에 설치된 적층 위치조절용 볼 스크루 너트에 맞물리며 관통하는 적층 위치조절용 볼 스크루;
    상기 틸팅 프레임의 헤드부와 상기 스택 테이블 사이에 배치되어 상기 스택 테이블을 지지하며, 상기 제 2 승강 플레이트와 제 2 연결로드를 매개로 연결되는 제 3 승강 플레이트;를 포함하되,
    상기 적층 위치조절용 서보모터는 셀 스택 제조 시 적층된 상기 음극판 또는 상기 양극판의 두께에 대응하는 길이만큼 상기 적층 위치조절용 볼 스크루를 회전시켜 상기 제 2 승강 플레이트, 상기 제 3 승강 플레이트 및 상기 스택 테이블을 하강시키는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 3 승강 플레이트와 상기 스택 테이블은 다리부재를 매개로 연결되되, 상기 다리부재는 상기 제 3 승강 플레이트의 양단에 인접한 상부면과 마주하는 상기 스택 테이블의 흡착 테이블을 연결하는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 3 승강 플레이트의 양단과 이어지는 하부면에는 상기 헤드부를 수직으로 슬라이딩 가능하게 관통하면서 상기 스커트부의 양단과 마주하는 연장브라켓이 수직하게 연장되되,
    상기 연장브라켓과 마주하는 상기 스커트부의 양단에는 상기 스커트부의 수직한 길이 방향을 따라 적층 위치조절용 엘엠 가이드가 설치되고, 상기 연장브라켓에는 상기 적층 위치조절용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 적층 위치조절용 엘엠 가이드 블록가 설치되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 스택 테이블은,
    상기 헤드부 상부 측에 이격 배치되되, 평면에서 봤을 때 "]"자 형상으로 제공되는 흡착 테이블;
    상기 흡착 테이블을 내부를 채울 수 있게 제공되는 승강 테이블; 및
    상기 승강 테이블을 승강시키는 승강 테이블 승강용 실린더;를 포함하며,
    상기 승강 테이블 승강용 실린더는 실린더 로드가 상기 틸팅 프레임의 스커트부 하부 외측으로 신장되도록 상기 제 2 승강 플레이트의 양단 하부 측에 설치되고,
    상기 승강 테이블 승강용 실린더의 실린더 로드들은 상기 제 2 승강 플레이트의 하부 외측에 수평하게 배치되는 제 1 승강 플레이트에 의해 서로 연결되며,
    상기 제 1 승강 플레이트와 상기 승강 테이블은 상기 제 2 승강 플레이트, 상기 스커트부, 상기 헤드부 및 상기 제 3 승강 플레이트를 관통하는 제 1 연결로드들을 매개로 연결되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 클램핑수단은,
    상기 스택 테이블의 일측 양단 측 및 타측 양단에 배치되는 4개의 그리퍼 조립체;
    상기 스택 테이블의 길이 방향으로 마주하는 2개의 상기 그리퍼 조립체를 연동시키되, 연동하는 각각의 2개의 상기 그리퍼 조립체들이 상기 스택 테이블에 적층되는 상기 분리막, 상기 음극판, 상기 양극판의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압할 수 있게 이동시키는 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부;
    상기 제 1 및 제 2 그리퍼 이동부를 각각 지지하는 제 1 및 제 2 클램핑 프레임; 및
    상기 그리퍼 조립체들이 상기 스택 테이블에 적층되는 상기 분리막, 상기 음극판, 상기 양극판의 일측 가장자리 및 타측 가장자리를 교대로 가압할 수 있게 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임을 승강 작동시키는 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부;를 포함하는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임은 각각 상기 지지수단의 마운팅 프레임의 일측 및 타측에서 상기 마운팅 프레임의 길이 방향을 따라 수평하게 연장되되 상기 틸팅 구동수단의 틸팅 프레임의 스커트부 일측 및 타측에 승강 가능하게 탑재되고,
    상기 스커트부의 일측 및 타측에는 상기 스커트부의 수직한 길이방향을 따라 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드가 설치되며, 각각의 상기 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드와 마주하는 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 내측면에는 상기 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 엘엠 가이드 블록이 설치되고,
    상기 제 1 및 제 2 그리퍼 승강부는,
    각각의 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 외측면 하부 측에 배치되는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터; 및
    동력전달수단에 의해 상기 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 서보모터의 회전축과 연결되어 회전하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루;를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루는 각각 상기 스커트부와 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임 사이에 수직하게 배치되되, 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 내측면에는 상기 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루가 맞물리며 관통하는 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 승강용 볼 스크루 너트가 설치되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 그리퍼 이동부는 상기 제 1 클렘핑 프레임의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터; 및
    상기 제 1 클램핑 프레임의 상부에 서로 간섭되지 않게 상기 제 1 클램핑 프레임의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 상기 제 1 클램핑 프레임의 상부에 회전 가능하게 지지되는, 나사산이 서로 반대방향으로 연장된 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루;를 포함하되,
    상기 제 1 그리퍼 이동부의 상기 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루는 각각 인접 배치된 상기 그리퍼 조립체 이동용 서보모터와 동력전달수단을 매개로 연결되고,
    상기 제 2 그리퍼 이동부는 상기 제 2 클램핑 프레임의 하부 양단에 설치되는 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 서보모터; 및
    상기 제 2 클램핑 프레임의 상부에 서로 간섭되지 않게 상기 제 2 클램핑 프레임의 길이방향을 따라 수평하게 연장되되, 상기 제 2 클램핑 프레임의 상부에 회전 가능하게 지지되는, 나사산이 서로 반대방향으로 연장된 한 쌍의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루;를 포함하되,
    상기 제 2 그리퍼 이동부의 상기 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루는 각각 인접 배치된 상기 그리퍼 조립체 이동용 서보모터와 동력전달수단을 매개로 연결되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    각각의 상기 그리퍼 조립체는,
    슬라이더; 및
    수평하게 연장된 바 형상을 가지며, 상기 슬라이더에 탑재되는 그리퍼;를 포함하며,
    2개의 상기 그리퍼 조립체는 한 쌍으로 제공되는 상기 제 1 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 마주하게 각각 연결되고,
    2개의 상기 그리퍼 조립체는 한 쌍으로 제공되는 상기 제 2 그리퍼 이동부의 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 마주하게 각각 연결되되,
    상기 그리퍼 조립체들의 상기 슬라이더에는 대응하는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루에 맞물리는 그리퍼 조립체 이동용 볼 스크루 너트들이 설치되며,
    상기 그리퍼 조립체들의 상기 슬라이더에는 상기 제 1 및 제 2 클램핑 프레임의 외측면에 형성된 제 1 및 제 2 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드에 슬라이딩 가능하게 끼워지는 그리퍼 조립체 이동용 엘엠 가이드 블록이 설치되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 그리퍼는 액추에이터에 승강 가능하게 장착되되,
    상기 액추에이터는 수직한 판 형상의 가변블록에 고정 장착되고,
    상기 가변블록은 상기 슬라이더에 고정 장착된 고정블록의 배면 측에 나사들을 매개로 결합되어 지지되는 이차전지용 셀 스택 제조장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 고정블록의 일측에 제 1 고정편이 돌출되게 장착되며, 상기 제 1 고정편과 마주하는 상기 가변블록에는 상기 제 1 고정편과 상하로 마주하는 제 1 가변편이 돌출되게 장착되되, 상기 제 1 고정편에는 상기 제 1 가변편에 나사부의 단부가 체결되는 제 1 미세조정볼트가 끼워지고,
    상기 고정블록의 타측에는 상기 가변블록을 수평하게 관통하여 연장되는 제 2 고정편이 장착되며, 상기 가변블록의 배면에는 상기 제 2 고정편과 좌우방향으로 마주하는 제 2 가변편이 돌출되게 장착되되, 상기 제 2 가변편에는 상기 제 2 고정편에 나사부의 단부가 체결되는 제 2 미세조정볼트가 끼워지는 이차전지용 셀 스택 제조장치.



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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102404675B1 (ko) 2021-12-09 2022-06-02 주식회사 우원기술 이차전지의 셀 스택 제조장치용 맨드릴 유닛
WO2024096702A1 (ko) * 2022-11-03 2024-05-10 주식회사 탑 엔지니어링 스택 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100313119B1 (ko) 1999-01-26 2001-11-03 김순택 이차전지의 전극군
KR101140447B1 (ko) 2007-09-19 2012-04-30 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 스택 제조장치
KR101730469B1 (ko) 2015-12-21 2017-04-27 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 고속 셀 스택 제조장치
KR101933550B1 (ko) 2017-09-28 2018-12-31 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 셀 스택 제조 시스템
KR101956758B1 (ko) * 2017-10-23 2019-03-11 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 셀 스택 제조장치
KR102120403B1 (ko) * 2020-02-21 2020-06-08 주식회사 우원기술 이차전지용 셀 스택 제조장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100313119B1 (ko) 1999-01-26 2001-11-03 김순택 이차전지의 전극군
KR101140447B1 (ko) 2007-09-19 2012-04-30 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지용 스택 제조장치
KR101730469B1 (ko) 2015-12-21 2017-04-27 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 고속 셀 스택 제조장치
KR101933550B1 (ko) 2017-09-28 2018-12-31 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 셀 스택 제조 시스템
KR101956758B1 (ko) * 2017-10-23 2019-03-11 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 셀 스택 제조장치
KR102120403B1 (ko) * 2020-02-21 2020-06-08 주식회사 우원기술 이차전지용 셀 스택 제조장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102404675B1 (ko) 2021-12-09 2022-06-02 주식회사 우원기술 이차전지의 셀 스택 제조장치용 맨드릴 유닛
WO2023106560A1 (ko) * 2021-12-09 2023-06-15 주식회사 우원기술 이차전지의 셀 스택 제조장치용 맨드릴 유닛
WO2024096702A1 (ko) * 2022-11-03 2024-05-10 주식회사 탑 엔지니어링 스택 장치

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