KR102381964B1 - High speed stacking apparatus for long type secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적층테이블이 이동도 회전도 하지 않는 상태에서, 양극판전달유닛과 음극판전달유닛이 적층테이블 위에 놓인 분리막 위로 양극판과 음극판을 교대로 적층한다.
이로 인해, 종래 적층테이블의 좌우 이동으로 인한 시간 낭비와, 적층테이블의 회전으로 인한 장폭의 양극판과 음극판이 쏠리는 현상을 없앨 수 있어, 장폭의 이차전지용 셀 스택을 신속하게 만들어낼 수 있다.In the present invention, in a state in which the lamination table neither moves nor rotates, the positive plate and the negative plate are alternately stacked on a separator in which the positive plate transfer unit and the negative plate transfer unit are placed on the lamination table.
For this reason, it is possible to eliminate the waste of time due to the left and right movement of the conventional stacking table, and the phenomenon of the long-width positive and negative plates being tilted due to the rotation of the stacking table, so that a cell stack for a long-width secondary battery can be quickly created.
Description
본 발명은 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-speed stacking device for a long-width secondary battery.
이차전지는 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 전기자동차 등 다양한 기술 분야에서 사용되고 있다.Secondary batteries are used in various technological fields such as smartphones, notebook computers, and electric vehicles.
이차전지는 양극판, 분리막(separator), 음극판이 순차적으로 적층된 셀 스택이 전해질 용액에 담겨져 밀봉된 형태로 이루어진다.A secondary battery is formed in a sealed form in which a cell stack in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked is immersed in an electrolyte solution.
셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 나뉜다. 소형 이차전지의 경우 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서 젤리롤(jelly-roll) 형태로 제작하는 방식이 사용되며, 중대형 이차전지의 경우 음극판, 양극판 및 분리막을 적층하여 제작하는 방식이 사용된다. There are two main ways to fabricate a cell stack. In the case of a small secondary battery, a method of placing a negative plate and a positive plate on a separator and rolling it up to produce a jelly-roll is used. In the case of a medium-large secondary battery, a method of stacking a negative plate, a positive plate and a separator is used. do.
적층식으로 2차 전지 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있는데, 그 중 Z-스태킹(Z-stacking) 방식은 도 1에 도시된 바와 같이 분리막(3)이 지그재그로 접힌 형태를 이루며 그 사이에 양극판(1) 및 음극판(2)이 교대로 삽입된 형태로 적층되도록 한다.There are several methods of manufacturing the secondary battery cell stack in a stacked manner, among which the Z-stacking method forms a form in which the
Z-스태킹 방식을 구현하기 위해서, 종래에는 좌우로 이격된 극판테이블에 음극판 및 양극판을 각각 쌓아 두고, 극판테이블 사이에 위치된 적층테이블을 좌우로 수평 왕복 이동시켜 가며, 적층테이블 상에 놓여진 분리막 위에 음극판 및 양극판을 교대로 적층시켰다. 그러나, 이러한 방식은 적층테이블의 좌우 이동으로 인해 작업 시간을 단축시키기 어려웠다. In order to implement the Z-stacking method, in the related art, negative plates and positive plates are stacked on pole plate tables spaced apart from side to side, and the lamination table located between the pole plate tables is horizontally reciprocated from side to side, and on the separator placed on the lamination table. A negative plate and a positive plate were alternately laminated. However, in this method, it was difficult to shorten the working time due to the left and right movement of the stacking table.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 한국등록특허(10-1730469)에 개시된 것 처럼, 적층테이블이 제자리에서 일정한 각도로 좌우로 왕복 회전하여 음극판 및 양극판을 분리막 위에 교대로 적층시키는 방식이 개발되었다.In order to solve this problem, as disclosed in Korean Patent Registration (10-1730469), a method has been developed in which the lamination table rotates left and right at a constant angle in place to alternately stack the negative and positive plates on the separator.
그러나, 적층테이블이 일정한 각도로 좌우로 기울어짐으로 인해, 장폭 이차전지와 같이 폭이 긴 경우(60cm 이상), 폭이 긴 양극판 및 음극판이 적층될수록 그 무게를 감당하지 못해 한쪽으로 쏠리는 현상이 발생하였다. 즉, 이러한 방식은 작업 시간은 단축시킬 수 있으나, 장폭 이차전지의 제조에는 적합하지 않았다.However, due to the stacking table being inclined to the left and right at a certain angle, when the width is long (60 cm or more) like a long-width secondary battery, the longer the positive and negative plates are stacked, the more they cannot bear the weight and the phenomenon that they are tilted to one side. did That is, this method can shorten the working time, but is not suitable for manufacturing a long-width secondary battery.
본 발명은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치를 제공하는 데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a high-speed stacking device for a long-width secondary battery capable of solving the above-described problems.
목적을 달성하기 위한 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치는,A high-speed stacking device for a long-width secondary battery to achieve the purpose,
양극판을 공급하는 양극판공급유닛;a positive electrode plate supply unit for supplying a positive electrode plate;
상기 양극판공급유닛이 공급한 상기 양극판을 전달받으며, 전달받은 상기 양극판의 위치를 조정하는 양극판위치조정유닛;a positive electrode plate position adjustment unit receiving the positive electrode plate supplied by the positive electrode plate supply unit and adjusting a position of the received positive electrode plate;
음극판을 공급하는 음극판공급유닛;a negative electrode plate supply unit for supplying the negative electrode plate;
상기 음극판공급유닛이 공급한 상기 음극판을 전달받으며, 전달받은 상기 음극판의 위치를 조정하는 음극판위치조정유닛;a negative electrode plate position adjustment unit receiving the negative electrode plate supplied by the negative electrode plate supply unit and adjusting a position of the received negative electrode plate;
분리막을 연속적으로 공급하는 분리막공급유닛;a separation membrane supply unit for continuously supplying the separation membrane;
상기 양극판위치조정유닛과 상기 음극판위치조정유닛에서 위치 조정된 상기 양극판과 상기 음극판을 전달받으며, 전달받은 상기 양극판과 상기 음극판이 상기 분리막공급유닛에서 공급받은 상기 분리막을 사이에 두고 교대로 적층되는 적층유닛;The positive electrode plate position adjustment unit and the negative electrode plate position adjustment unit receive the positive electrode plate and the negative electrode plate adjusted in their positions, and the received positive electrode plate and the negative electrode plate are alternately stacked with the separator supplied from the separator supply unit interposed therebetween. unit;
지면에 대해 연직한 회동 중심축을 중심으로 수평으로 회동하여 상기 양극판공급유닛이 공급하는 상기 양극판을 상기 양극판위치조정유닛으로 전달하는 제1양극판전달모듈과, 상기 제1양극판전달모듈에 일체로 연결되어 상기 제1양극판전달모듈과 함께 회동되며 상기 양극판위치조정유닛에서 위치 조절된 상기 양극판을 상기 적층유닛으로 전달하는 제2양극판전달모듈을 구비하는 양극판전달유닛; 및A first positive electrode plate transfer module that rotates horizontally about a central axis of rotation perpendicular to the ground to transfer the positive electrode plate supplied by the positive electrode plate supply unit to the positive electrode plate position adjustment unit, and the first positive electrode plate transmission module is integrally connected to a positive electrode plate transfer unit rotating together with the first positive electrode plate transfer module and having a second positive electrode plate transfer module configured to transfer the positive electrode plate position adjusted by the positive electrode plate position adjustment unit to the lamination unit; and
지면에 대해 연직한 회동 중심축을 중심으로 수평으로 회동하여 상기 음극판공급유닛이 공급하는 상기 음극판을 상기 음극판위치조정유닛으로 전달하는 제1음극판전달모듈과, 상기 제1음극판전달모듈에 일체로 연결되어 상기 제1음극판전달모듈과 함께 회동되며 상기 음극판위치조정유닛에서 위치 조절된 상기 음극판을 상기 적층유닛으로 전달하는 제2음극판전달모듈을 구비하는 음극판전달유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.A first negative plate transfer module that rotates horizontally about a central axis of rotation perpendicular to the ground to deliver the negative plate supplied by the negative plate supply unit to the negative electrode plate position adjustment unit, and the first negative plate transmission module is integrally connected to and a negative electrode plate transmission unit having a second negative electrode plate transmission module which is rotated together with the first negative electrode plate transmission module and transfers the negative electrode plate whose position has been adjusted by the negative electrode plate position adjustment unit to the lamination unit.
본 발명은, 적층테이블이 이동도 회전도 하지 않는 상태에서, 양극판전달유닛과 음극판전달유닛이 적층테이블 위에 놓인 분리막 위로 양극판과 음극판을 교대로 적층한다.In the present invention, in a state in which the lamination table neither moves nor rotates, the positive plate and the negative plate are alternately stacked on a separator in which the positive plate transfer unit and the negative plate transfer unit are placed on the lamination table.
이로 인해, 종래 적층테이블의 좌우 이동으로 인한 시간 낭비와, 적층테이블의 회전으로 인한 장폭의 양극판과 음극판이 쏠리는 현상을 없앨 수 있어, 장폭의 이차전지용 셀 스택을 신속하게 만들어낼 수 있다.For this reason, it is possible to eliminate the waste of time due to the left and right movement of the conventional stacking table, and the phenomenon of the long-width positive and negative plates being tilted due to the rotation of the stacking table, so that a cell stack for a long-width secondary battery can be quickly created.
도 1은 Z-스태킹 방식으로 제조된 이차전지 내부 셀 스택을 개략적으로 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치의 양극판위치조정유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치의 적층유닛을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치의 양극판전달유닛을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 제2양극판전달유닛의 내부구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 양극판전달유닛 및 음극판전달유닛의 작업 전 배치상태를 나타난 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 양극판전달유닛이 회전한 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치에 의해 양극판, 분리막, 음극판이 적층되는 과정을 설명하기 위한 도면으로, 도 9(a)는 양극판이 양극판전달유닛에 의해 적층유닛에 적층되는 상태를 나타낸 도면이고, 도 9(b)는 음극판이 음극판전달유닛에 의해 적층유닛에 적층되는 상태를 나타낸 도면이다.1 is a side cross-sectional view schematically illustrating an internal cell stack of a secondary battery manufactured by a Z-stacking method.
2 is a view showing a high-speed stacking device for a long-width secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a positive electrode plate position adjusting unit of the high-speed stacking device for a long-width secondary battery shown in FIG. 2 .
4 is a view showing a stacking unit of the high-speed stacking device for a long-width secondary battery shown in FIG. 2 .
5 is a view showing a positive electrode plate transfer unit of the high-speed stacking device for a long-width secondary battery shown in FIG. 2 .
6 is a view showing the internal configuration of the second positive electrode plate transfer unit shown in FIG.
7 is a view showing the arrangement state before the operation of the positive plate transfer unit and the negative plate transfer unit.
8 is a view showing a state in which the positive electrode plate transfer unit shown in FIG. 7 is rotated.
9 is a view for explaining a process in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are laminated by the high-speed stacking device for a long-width secondary battery shown in FIG. It is a view showing the state, and FIG. 9(b) is a view showing a state in which the negative electrode plate is stacked on the stacking unit by the negative electrode plate transfer unit.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치를 자세히 설명한다.Hereinafter, a high-speed stacking device for a long-width secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치(10)는, 양극판공급유닛(100), 양극판위치조정유닛(200), 음극판공급유닛(600), 음극판위치조정유닛(700), 분리막공급유닛(300), 적층유닛(400), 양극판전달유닛(500), 음극판전달유닛(800)으로 구성된다.As shown in Figure 2, the high-
양극판공급유닛(100), 양극판위치조정유닛(200), 양극판전달유닛(500)은 적층유닛(400)을 사이에 두고 음극판공급유닛(600), 음극판위치조정유닛(700), 음극판전달유닛(800)과 각각 대칭되게 위치되고, 서로 동일한 구성으로 이루어져 동일한 작동 방식으로 동작한다. 따라서, 이하의 설명에서는 양극판공급유닛(100), 양극판위치조정유닛(200), 양극판전달유닛(500)을 중심으로 그 세부 구성 및 동작을 설명하고, 음극판공급유닛(600), 음극판위치조정유닛(700), 음극판전달유닛(800)에 대한 자세한 설명은 생략한다.The positive
양극판공급유닛(100)은 양극판을 공급한다. 양극판공급유닛(100)은 매거진(110), 승강부(120), 승강구동부(130)로 구성된다. 매거진(110)은 일정한 사각형 크기로 절단 가공된 복수의 양극판을 적재한다. 여기서, 양극판은 폭 60cm 이상을 가진다. 음극판도 마찬가지이다. 승강부(120)는 매거진(110)에 적재된 양극판을 상측으로 일정 거리씩 이송한다. 승강구동부(130)는 승강부(120)를 상하로 이동시킨다.The positive electrode
양극판위치조정유닛(200)은 양극판공급유닛(100)이 공급한 양극판을 전달받아, 양극판의 위치를 정렬한다. 이렇게, 양극판을 적층유닛(400)으로 이송하여 적층하기 바로 전에 양극판의 위치를 정확하게 정렬함으로써 적층유닛(400)에 양극판이 정확하게 안착되어 적층될 수 있도록 한다.The positive electrode plate
이러한 양극판위치조정유닛(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 양극판위치조정용 지지테이블(210), 양극판위치조정용 비전카메라(220), 양극판 위치조정용 구동부(230)로 구성된다. As shown in FIG. 3, the positive electrode plate
양극판위치조정용 지지테이블(210)은 양극판을 지지한다.The support table 210 for adjusting the position of the positive electrode supports the positive plate.
양극판위치조정용 비전카메라(220)는 양극판위치조정용 지지테이블(210)의 하부에 배치되며 양극판의 모서리 영역을 촬상하여 양극판의 위치정보를 획득한다.The
양극판 위치조정용 구동부(230)는 양극판위치조정용 지지테이블(210)과 연결되며, 양극판위치조정용 지지테이블(210)을 X-Y 방향으로 선형운동 및 Z축을 중심으로 소정의 각도(θ)로 회전 운동시킨다.The positive electrode plate position
도 2에 도시된 바와 같이, 분리막공급유닛(300)은 적층유닛(400)의 상측에 위치되며, 적층테이블(410)에 분리막을 연속적으로 지그재그로 공급한다. As shown in FIG. 2 , the
적층유닛(400)은 양극판위치조정유닛(200)과 음극판위치조정유닛(700)에서 위치 조정된 양극판과 음극판을 전달받으며, 전달받은 양극판과 음극판이 분리막공급유닛(300)에서 공급받은 분리막을 사이에 두고 교대로 적층된다.The
적층유닛(400)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 적층테이블(410), 클램핑유닛(420), 적층테이블용 상하이동부(430), 적층유닛용 상하이동부(440)로 구성된다.As shown in FIG. 4 , the
적층테이블(410)에는 양극판, 분리막, 음극판이 적층된다.A positive plate, a separator, and a negative plate are stacked on the stacking table 410 .
클램핑유닛(420)은 적층테이블(410)의 양 측부에 배치되며 적층테이블(410) 상에 놓여진 양극판, 분리막, 음극판의 가장자리 부분을 가압하여 고정한다. 이러한 클램핑유닛(420)은 제1클램퍼(421a) 및 제2클램퍼(421b), 클램퍼 수평이동부(422), 클램퍼 상하이동부(423)로 구성된다.The
제1클램퍼(421a) 및 제2클램퍼(421b)는 적층테이블(410)의 양측부에 서로 마주보게 각각 한 쌍으로 배치된다. 제1클램퍼(421a) 및 제2클램퍼(421b)는 서로 독립적으로 상하로 이동하며, 클램퍼 수평이동부(422)에 의해 적층테이블(410)에 대해 수평방향으로 이동함과 더불어 클램퍼 상하이동부(423)에 의해 상하로 이동하면서 양극판과 음극판을 분리막 위에 적층할 때 양극판과 음극판 및 분리막의 양측 가장자리 부분을 교대로 가압하여 고정한다.The
클램퍼 수평이동부(422)는 제1클램퍼(421a) 및 제2클램퍼(421b)를 수평방향으로 이동시키고, 클램퍼 상하이동부(423)는 제1클램퍼(421a) 및 제2클램퍼(421b)를 상하방향으로 이동시킨다.The clamper horizontal moving
적층테이블용 상하이동부(430)는 적층테이블(410)을 상하방향으로 이동시킨다. 적층테이블용 상하이동부(430)는 양극판, 분리막, 음극판이 적층되감에 따라 적층테이블(410)의 높이를 적절하게 조절한다.The
적층유닛용 상하이동부(440)는 양극판, 분리막, 음극판이 교대로 적층된 적층체를 적층유닛(400)으로부터 다음 작업장비로 이동시키기 위해 적층유닛(400) 전체를 상하방향으로 이동시킨다.The
양극판전달유닛(500)은 양극판공급유닛(100)이 공급하는 양극판을 양극판위치조정유닛(200)으로 전달함과 동시에, 양극판위치조정유닛(200)에서 위치 조절된 양극판을 적층유닛(400)으로 전달한다. The positive electrode
도 5에 도시된 바와 같이, 양극판전달유닛(500)은 제1양극판전달모듈(510), 제2양극판전달모듈(520), 양극판전달용 회전모듈(530), 양극판전달용 승강모듈(540)로 구성된다.5, the positive electrode
제1양극판전달모듈(510)은 지면에 대해 연직한 회동 중심축을 중심으로 수평으로 회동하여 양극판공급유닛(100)이 공급하는 양극판을 양극판위치조정유닛(200)으로 전달한다. 제1양극판전달모듈(510)은 제1양극판전달용 회동아암부(511), 제1양극판전달용 흡착부(512), 제1양극판전달모듈용 가진부(513)로 구성된다.The first positive electrode
제1양극판전달용 회동아암부(511)는 양극판전달용 회전축(532)에 결합된다.The first positive electrode plate transfer
제1양극판전달용 흡착부(512)는 제1양극판전달용 회동아암부(511)에 설치되며 양극판을 진공 흡착한다. 제1양극판전달용 흡착부(512)는 직육면체의 블록 형태이며, 내부에는 양극판을 진공 흡착하여 고정할 수 있는 복수 개의 흡착공이 배치된다.The first positive electrode plate
제1양극판전달모듈용 가진부(513)는 제1양극판전달용 흡착부(512)를 상하방향으로 진동시킨다. 제1양극판전달모듈용 가진부(513)는 제1양극판전달용 흡착부(512)가 양극판공급유닛(100)의 매거진(110)에 적재된 양극판을 진공 흡착할 때 제1양극판전달용 흡착부(512)를 상하방향으로 진동시켜 양극판의 2매 취출을 방지한다. 제1양극판전달모듈용 가진부(513)는 후술할 제2양극판전달모듈용 가진부(523)와 동일한 구성을 가지며 동일한 방식으로 작동하므로 상세한 설명은 편의상 제2양극판전달모듈용 가진부(523)를 설명할 때 한다.The
제1양극판전달모듈(510)은 제2양극판전달모듈(520)과 일정각도(30~45°)로 벌어진 상태로 일체로 연결된다. 그 이유는, 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)을 동시에 하강시켜, 제1양극판전달모듈(510)로 하여금 양극판공급유닛(100)에서 양극판을 픽업하게 하고, 제2양극판전달모듈(520)로 하여금 양극판위치조정유닛(200)에서 정렬된 양극판을 픽업하게 하여, 작업 시간을 대폭 단축시키기 위함이다. 제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)도 같은 이유로, 일정각도(30~45°)로 벌어진 상태로 일체로 연결된다. 즉, 제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)을 동시에 하강시켜, 제1음극판전달모듈(810)로 하여금 음극판공급유닛(600)에서 음극판을 픽업하고, 제2음극판전달모듈(820)로 하여금 음극판위치조정유닛(700)에서 정렬된 음극판을 픽업하게 하여, 작업 시간을 대폭 단축시킨다.The first positive electrode
제2양극판전달모듈(520)은 제1양극판전달모듈(510)과 함께 회동되며 양극판위치조정유닛(200)에서 위치 조절된 양극판을 적층유닛(400)으로 전달한다. 이러한 제2양극판전달모듈(520)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제2양극판전달용 회동아암부(521), 제2양극판전달용 흡착부(522), 양극판흡착부용 회전부(524), 제2양극판전달모듈용 가진부(523)로 구성된다.The second positive electrode
제2양극판전달용 회동아암부(521)는 양극판전달용 회전모듈(530)에 연결된다. 제2양극판전달용 회동아암부(521)는 제1양극판전달용 회동아암부(511)와 일체로 연결되어 제1양극판전달용 회동아암부(511)와 함께 회동한다.The second anode plate transfer
제2양극판전달용 흡착부(522)는 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 회전 가능하게 연결되며, 양극판을 진공 흡착한다. 제2양극판전달용 흡착부(522)는 상술한 제1양극판전달용 흡착부(512)와 동일한 구조이다.The second positive electrode plate
양극판흡착부용 회전부(524)는 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 장착되며, 양극판전달용 회전축(532)과 제2양극판전달용 흡착부(522)에 연결되어, 제2양극판전달용 흡착부(522)를 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킨다. The
즉, 양극판흡착부용 회전부(524)는, 도 7에 도시된 바와 같이 제2양극판전달용 회동아암부(521)가 양극판위치조정유닛(200) 상에 배치된 상태에서 도 8에 도시된 바와 같이 적층유닛(400) 상으로 시계방향으로 회전하면 제2양극판전달용 흡착부(522)를 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회전방향과 반대방향으로 회전시킨다.That is, the
이를 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 양극판흡착부용 회전부(524)는 양극판전달용 회전축(532)에 회전 가능하게 결합되는 양극판흡착부용 제1풀리(524a)와, 제2양극판전달용 흡착부(522)에 결합되는 양극판흡착부용 제2풀리(524b)와, 양극판흡착부용 제1풀리(524a)와 양극판흡착부용 제2풀리(524b)에 연결되는 양극판흡착부용 회전벨트(524c)로 구성된다. To this end, as shown in FIG. 6 , the
양극판흡착부용 제1풀리(524a)는 레이디얼 베어링(미도시)을 통해 양극판전달용 회전축(532)에 결합된다. 레이디얼 베어링의 내륜은 양극판전달용 회전축(532)의 외주면에 결합되고 레이디얼 베어링의 외륜은 양극판흡착부용 제1풀리(524a)의 내주면에 결합된다.The
이렇게 양극판전달용 회전축(532)에 상대회전 가능하게 결합되는 양극판흡착부용 제1풀리(524a)는, 양극판전달용 회전축(532)이 회전되더라도 양극판전달용 회전축(532)과 함께 회전되지 않는다. 따라서, 제2양극판전달용 회동아암부(521)를 회동시키기 위해 양극판전달용 회전축(532)이 회전된 경우, 양극판흡착부용 제1풀리(524a)의 입장에서는 양극판전달용 회전축(532)에 대해 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회전방향(즉, 양극판전달용 회전축(532)이 회전방향)과 반대방향으로 회전되는 것과 같아지는 것이다.In this way, the
이렇게, 양극판흡착부용 제1풀리(524a)가 양극판흡착부용 회전벨트(524c)와 양극판흡착부용 제2풀리(524b)를 통해 제2양극판전달용 흡착부(522)에 연결되므로, 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회동 시 제2양극판전달용 흡착부(522)는 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회전방향과 반대방향으로 회전된다. 이로 인해, 도 8에 도시된 바와 같이, 양극판은 적층유닛(400)의 적층테이블(410) 상에 비스듬히 배치되지 않고 정확한 위치에 배치될 수 있다. 또한, 제2양극판전달용 회동아암부(521)의 회동 시 제2양극판전달용 흡착부(522)도 함께 움직이므로, 제2양극판전달용 흡착부(522)의 회전을 위한 별도의 구동부가 필요 없다.In this way, since the
도 6에 도시된 바와 같이, 제2양극판전달모듈용 가진부(523)는 제2양극판전달용 흡착부(522)를 상하방향으로 진동시킨다. 제2양극판전달모듈용 가진부(523)는 원통캠(523d), 타이밍 종동풀리(523b), 타이밍 벨트(523c), 타이밍 주동풀리(523a), 제2양극판전달모듈용 가진모터(523e)로 구성된다.As shown in FIG. 6 , the
원통캠(523d)은 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 회전 가능하게 결합된다. 원통캠(523d)의 하측에 제2양극판전달용 흡착부(522)가 연결되어, 원통캠(523d)의 회전에 따라 제2양극판전달용 흡착부(522)는 상하방향으로 이동된다.The
타이밍 종동풀리(523b)는 원통캠(523d)에 결합된다. 타이밍 벨트(523c)는 타이밍 종동풀리(523b)에 연결된다. 타이밍 주동풀리(523a)는 타이밍 벨트(523c)에 연결되며, 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 회전 가능하게 연결된다. 제2양극판전달모듈용 가진모터(523e)는 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 지지되며, 타이밍 주동풀리(523a)에 연결되어 타이밍 종동풀리(523b)를 회전시킨다.The timing driven
양극판전달용 회전모듈(530)은 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)을 지지하며, 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)을 회동시킨다. 이러한 양극판전달용 회전모듈(530)은 회전모듈 프레임부(531), 양극판전달용 회전축(532), 양극판전달용 회전구동부(533)로 구성된다. 회전모듈 프레임부(531)는 극판 전달용 승강모듈에 결합된다. 양극판전달용 회전축(532)은 회전모듈 프레임부(531)에 회전 가능하게 연결되며, 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)이 결합된다. 양극판전달용 회전구동부(533)는 양극판전달용 회전축(532)에 결합되어 양극판전달용 회전축(532)을 회전시킨다.The positive electrode plate
양극판전달용 승강모듈(540)은 양극판전달용 회전모듈(530) 전체를 상하방향으로 이동시킨다.The elevating
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치로, 장폭의 셀 스택을 만들어내는 과정을 설명한다. 도 2, 도 5, 도 6, 도 7을 기본적으로 참조한다. 양극판 및 음극판은 폭이 60cm 이상이다. Hereinafter, in the high-speed stacking apparatus for a long-width secondary battery according to an embodiment of the present invention, a process for producing a long-width cell stack will be described. 2, 5, 6 and 7 are basically referred to. The positive and negative plates are at least 60 cm wide.
분리막공급유닛(300)은 분리막을 적층유닛(400)에 연속적으로 공급한다.The separation
도 8을 참조하면, 처음에는, 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)이 동시에 하강하여, 제1양극판전달모듈(510)이 양극판공급유닛(100)에서 양극판을 픽업하고, 제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)이 동시에 시계방향으로 회전하고 하강하여, 양극판을 양극판위치조정유닛(200)에 올려놓는다. 그리고, 제자리로 복귀한다. 양극판위치조정유닛(200)은 양극판의 위치를 정렬한다.Referring to FIG. 8 , at first, the first positive electrode
마찬가지로, 처음에는, 제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)이 동시에 하강하여, 제1음극판전달모듈(810)이 음극판공급유닛(600)에서 음극판을 픽업하고, 제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)이 동시에 반시계방향으로 회전하여, 음극판을 음극판위치조정유닛(700)에 올려놓는다. 그리고, 제자리로 복귀한다. 음극판위치조정유닛(700)은 음극판의 위치를 정렬한다.Similarly, at first, the first negative
다음 과정은, 장폭의 셀 스택이 만들어질 때까지 반복된다. The following process is repeated until a long-width cell stack is formed.
제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)이 동시에 하강하여, 제1양극판전달모듈(510)은 양극판공급유닛(100)에서 양극판을 픽업하고, 제2양극판전달모듈(520)은 양극판위치조정유닛(200)에서 정렬된 양극판을 픽업한다.The first positive electrode
도 9(a)에 도시된 바와 같이,As shown in Figure 9 (a),
제1양극판전달모듈(510)과 제2양극판전달모듈(520)은 동시에 상승하고 시계방향으로 회전하고 하강하여, 제2양극판전달모듈(520)은 양극판을 적층유닛(400)에 놓여진 분리막 위에 놓고, 제1양극판전달모듈(510)은 양극판을 양극판위치조정유닛(200)에 놓는다. 이후, 동시에 상승하여 반시계 방향으로 회전하여 제자리로 복귀한다.The first positive electrode
분리막공급유닛(300)은 분리막으로 양극판을 덮는다.The
제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)이 동시에 하강하여, 제1음극판전달모듈(810)은 음극판공급유닛(600)에서 음극판을 픽업하고, 제2음극판전달모듈(820)은 음극판위치조정유닛(700)에서 정렬된 음극판을 픽업한다.The first negative
도 9(b)에 도시된 바와 같이,As shown in Fig. 9(b),
제1음극판전달모듈(810)과 제2음극판전달모듈(820)은 동시에 상승하고 반시계방향으로 회전하고 하강하여, 제2음극판전달모듈(820)은 음극판을 적층유닛(400)에 놓여진 분리막 위에 놓고, 제1음극판전달모듈(810)은 음극판을 음극판위치조정유닛(700)에 놓는다. 이후, 동시에 상승하여 시계 방향으로 회전하여 제자리로 복귀한다.The first negative
분리막공급유닛(300)은 분리막으로 음극판을 덮는다.The
이러한 과정을 반복하여, 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교대로 적층되어, 장폭의 셀 스택이 만들어진다.By repeating this process, positive and negative plates are alternately stacked with a separator interposed therebetween to form a cell stack with a long width.
10: 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치
100: 양극판공급유닛 200: 양극판위치조정유닛
300: 분리막공급유닛 400: 적층유닛
500: 양극판전달유닛 600: 음극판공급유닛
700: 음극판위치조정유닛 800: 음극판전달유닛10: High-speed stacking device for long-width secondary batteries
100: positive plate supply unit 200: positive plate position adjustment unit
300: separator supply unit 400: lamination unit
500: positive plate transfer unit 600: negative plate supply unit
700: negative plate position adjustment unit 800: negative plate transfer unit
Claims (5)
상기 양극판공급유닛(100)이 공급한 상기 양극판을 전달받으며, 전달받은 상기 양극판의 위치를 조정하는 양극판위치조정유닛(200);
음극판을 공급하는 음극판공급유닛(600);
상기 음극판공급유닛(600)이 공급한 상기 음극판을 전달받으며, 전달받은 상기 음극판의 위치를 조정하는 음극판위치조정유닛(700);
분리막을 연속적으로 공급하는 분리막공급유닛(300);
상기 양극판위치조정유닛(200)과 상기 음극판위치조정유닛(700)에서 위치 조정된 상기 양극판과 상기 음극판을 전달받으며, 전달받은 상기 양극판과 상기 음극판이 상기 분리막공급유닛(300)에서 공급받은 상기 분리막을 사이에 두고 교대로 적층되는 적층유닛(400);
지면에 대해 연직한 회동 중심축을 중심으로 수평으로 회동하여 상기 양극판공급유닛(100)이 공급하는 상기 양극판을 상기 양극판위치조정유닛(200)으로 전달하는 제1양극판전달모듈(510)과, 상기 제1양극판전달모듈(510)에 일체로 연결되어 상기 제1양극판전달모듈(510)과 함께 회동되며 상기 양극판위치조정유닛(200)에서 위치 조절된 상기 양극판을 상기 적층유닛(400)으로 전달하는 제2양극판전달모듈(520)과, 상기 제1양극판전달모듈(510)과 상기 제2양극판전달모듈(520)을 지지하며 상기 제1양극판전달모듈(510)과 상기 제2양극판전달모듈(520)을 일정 각도로 왕복 회동시키는 양극판전달용 회전모듈(530)을 구비하는 양극판전달유닛(500); 및
지면에 대해 연직한 회동 중심축을 중심으로 수평으로 회동하여 상기 음극판공급유닛(600)이 공급하는 상기 음극판을 상기 음극판위치조정유닛(700)으로 전달하는 제1음극판전달모듈(810)과, 상기 제1음극판전달모듈(810)에 일체로 연결되어 상기 제1음극판전달모듈(810)과 함께 회동되며 상기 음극판위치조정유닛(700)에서 위치 조절된 상기 음극판을 상기 적층유닛(400)으로 전달하는 제2음극판전달모듈(820)과, 상기 제1음극판전달모듈(810)과 상기 제2음극판전달모듈(820)을 지지하며 상기 제1음극판전달모듈(810)과 상기 제2음극판전달모듈(820)을 일정 각도로 왕복 회동시키는 음극판전달용 회전모듈을 구비하는 음극판전달유닛을 포함하며,
상기 양극판전달용 회전모듈(530)은,
회전모듈 프레임부(531);
상기 회전모듈 프레임부(531)에 회전 가능하게 연결되며, 상기 제1양극판전달모듈(510)과 상기 제2양극판전달모듈(520)이 결합되는 양극판전달용 회전축(532); 및
상기 양극판전달용 회전축(532)에 결합되어 상기 양극판전달용 회전축(532)을 회전시키는 양극판전달용 회전구동부(533)를 포함하며,
상기 제1양극판전달모듈(510)은,
상기 양극판전달용 회전축(532)에 결합되어 회전하는 제1양극판전달용 회동아암부(511)와, 상기 제1양극판전달용 회동아암부(511)에 상하로 이동 가능하게 설치되며 양극판을 진공 흡착하여 고정할 수 있는 복수 개의 흡착공이 배치되어 있는 제1양극판전달용 흡착부(512)와, 상기 제1양극판전달용 흡착부(512)가 상기 양극판공급유닛(100)에 적재된 양극판을 진공 흡착할 때 제1양극판전달용 흡착부(512)를 제1양극판전달용 회동아암부(511)에 대해 상하방향으로 진동시켜 양극판의 2매 취출을 방지하는 제1양극판전달모듈용 가진부(513)를 포함하고,
상기 제2양극판전달모듈(520)은,
상기 제1양극판전달용 회동아암부(511)와 함께 상기 양극판전달용 회전축(532)에 결합되어 회전하는 제2양극판전달용 회동아암부(521)와, 상기 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 상하로 이동 가능하게 설치되며 양극판을 진공 흡착하여 고정할 수 있는 복수 개의 흡착공이 배치되어 있는 제2양극판전달용 흡착부(522)와, 상기 제2양극판전달용 흡착부(522)를 상기 제2양극판전달용 회동아암부(521)에 대해 상하방향으로 진동시키는 제2양극판전달모듈용 가진부(523)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치.a positive electrode plate supply unit 100 for supplying a positive electrode plate;
a positive electrode plate position adjustment unit 200 that receives the positive electrode plate supplied by the positive electrode plate supply unit 100 and adjusts the position of the received positive electrode plate;
a negative electrode plate supply unit 600 for supplying a negative electrode plate;
a negative electrode plate position adjustment unit 700 that receives the negative electrode plate supplied by the negative electrode plate supply unit 600 and adjusts the position of the received negative electrode plate;
a separation membrane supply unit 300 for continuously supplying a separation membrane;
The positive electrode plate position adjustment unit 200 and the negative electrode plate position adjustment unit 700 receive the positive electrode plate and the negative electrode plate position adjusted, and the received positive electrode plate and the negative electrode plate are the separator supplied from the separator supply unit 300 A stacking unit 400 that is alternately stacked with the interposed therebetween;
A first positive electrode plate transfer module 510 which rotates horizontally about a central axis of rotation perpendicular to the ground to transfer the positive electrode plate supplied by the positive electrode plate supply unit 100 to the positive electrode plate position adjustment unit 200 ; 1 It is integrally connected to the positive electrode plate transfer module 510, rotates together with the first positive electrode plate transfer module 510, and transfers the positive electrode plate position adjusted by the positive electrode plate position adjustment unit 200 to the stacking unit 400. 2 positive electrode plate transmission module 520, and supporting the first positive electrode plate transmission module 510 and the second positive electrode plate transmission module 520, the first positive electrode plate transmission module 510 and the second positive electrode plate transmission module 520 a positive electrode plate transfer unit 500 having a rotation module 530 for transferring the positive electrode plate to reciprocate at a predetermined angle; and
A first negative electrode plate transfer module 810 that rotates horizontally about a central axis of rotation perpendicular to the ground and transfers the negative plate supplied by the negative electrode plate supply unit 600 to the negative electrode plate position adjustment unit 700 ); The first negative plate transfer module 810 is integrally connected to the first negative plate transfer module 810 and rotates together, and the negative electrode plate position adjusted by the negative electrode plate position adjustment unit 700 is transferred to the stacking unit 400 . 2 negative plate transmission module 820, and supporting the first negative plate transmission module 810 and the second negative plate transmission module 820, the first negative plate transmission module 810 and the second negative plate transmission module 820 and a negative electrode plate transfer unit having a rotation module for negative electrode transfer that reciprocates at a predetermined angle,
The rotation module 530 for transferring the positive plate is,
Rotation module frame portion 531;
a rotation shaft 532 rotatably connected to the rotation module frame part 531 and to which the first positive electrode plate transmission module 510 and the second positive electrode plate transmission module 520 are coupled; and
and a rotation driving unit 533 for positive plate transmission coupled to the rotation shaft 532 for positive plate transmission to rotate the rotation shaft 532 for positive electrode transmission,
The first positive electrode plate transfer module 510,
The first positive electrode plate transmission rotation arm unit 511 coupled to the positive electrode plate transmission rotation shaft 532 to rotate, and the first positive electrode plate transmission rotation arm unit 511 are installed to be movable up and down, and the positive electrode plate is vacuum-adsorbed The first anode plate transfer adsorption unit 512 having a plurality of adsorption holes that can be fixed by vacuum adsorption of the first cathode plate transfer adsorption unit 512 and the cathode plate loaded on the cathode plate supply unit 100 are vacuum-adsorbed. When the first positive electrode plate transfer adsorption unit 512 is vibrated in the vertical direction with respect to the first positive electrode plate transfer rotating arm unit 511, the first positive electrode plate transfer module excitation unit 513 to prevent two sheets of the positive electrode plate from being taken out. including,
The second anode plate transfer module 520 is,
A second anode plate transfer rotation arm unit 521 coupled to the positive electrode plate transfer rotation shaft 532 together with the first positive electrode plate transfer rotation arm unit 511 and rotate, and the second positive electrode plate transfer pivot arm unit ( 521), a second anode plate transfer adsorption unit 522 having a plurality of adsorption holes that are installed to be movable up and down and can vacuum adsorb and fix the cathode plate, and the second anode plate transfer adsorption unit 522; High-speed stacking device for a long-width secondary battery, characterized in that it comprises an excitation part 523 for a second positive electrode plate transfer module that vibrates in the vertical direction with respect to the second positive electrode plate transfer rotating arm part (521).
폭이 60cm 이상인 장폭의 양극판 및 음극판 인 것을 특징으로 하는 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치.According to claim 1, wherein the positive plate and the negative plate,
A high-speed stacking device for a long-width secondary battery, characterized in that it is a long-width positive plate and a negative plate having a width of 60 cm or more.
상기 제1양극판전달모듈(510) 및 상기 제2양극판전달모듈(520)은 일정각도(30~45°)로 벌어진 상태로 일체로 연결되며,
상기 제1음극판전달모듈(810) 및 상기 제2음극판전달모듈(820)은 일정각도(30~45°)로 벌어진 상태로 일체로 연결된 것을 특징으로 하는 장폭 이차전지용 고속 스태킹 장치.According to claim 1,
The first positive electrode plate transmission module 510 and the second positive electrode plate transmission module 520 are integrally connected in a state of being opened at a predetermined angle (30 to 45°),
The high-speed stacking device for a long-width secondary battery, characterized in that the first negative plate transfer module (810) and the second negative plate transfer module (820) are integrally connected with a predetermined angle (30 to 45°) apart.
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Also Published As
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Legal Events
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E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |