KR102403447B1 - Cell stacking device for secondary battery - Google Patents

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KR102403447B1
KR102403447B1 KR1020210160399A KR20210160399A KR102403447B1 KR 102403447 B1 KR102403447 B1 KR 102403447B1 KR 1020210160399 A KR1020210160399 A KR 1020210160399A KR 20210160399 A KR20210160399 A KR 20210160399A KR 102403447 B1 KR102403447 B1 KR 102403447B1
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electrode
stacking
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separator
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KR1020210160399A
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손용환
임순식
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(주)와이티에스
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Abstract

The present invention relates to a cell stacking device for a secondary battery to provide an electrode by a first pick up unit and a second pick up unit in a left-right rotation method instead of a linear movement method, thereby minimizing tact time and increasing productivity. According to the present invention, the device comprises: a first stacking unit installed on one surface and stacking a first electrode; a second stacking unit installed on the other side and stacking a second electrode; a separator supply unit for vertically supplying a separator between the first stacking unit and the second stacking unit; and a rotary stacking table unit rotating the electrode attached to the separator alternately left and right by the first stacking unit and the second stacking unit, wherein the first stacking unit comprises: a first magazine disposed on one side to accommodate the first electrode horizontally stacked; a first pickup unit disposed to rotate at a predetermined angle around a first hinge point from a position facing the first electrode stacked on the first magazine; and a first alignment pushing unit disposed to face the first pickup unit rotated at a predetermined angle, aligning the first electrode, and rotating around the second hinge point to be pressed and attached to the separator in a vertically standing position, and the second stacking unit comprises: a second magazine disposed on the other side to accommodate the second electrode horizontally stacked; a second pickup unit disposed to rotate at a predetermined angle around a third hinge point from a position facing the second electrode stacked on the second magazine; a second alignment pushing unit disposed to face the second pickup unit rotated at a predetermined angle, aligning the first electrode, and rotating around the fourth hinge point to be pressed and attached to the separator in a vertically standing position.

Description

이차전지의 셀 스태킹 장치{CELL STACKING DEVICE FOR SECONDARY BATTERY}Cell stacking device for secondary battery {CELL STACKING DEVICE FOR SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지의 셀 스태킹 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Z 형태로 교대로 접히는 분리막 사이 사이에 음극판과 양극판을 순차적으로 적층시키는 이차전지의 셀 스태킹 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cell stacking device for a secondary battery, and more particularly, to a cell stacking device for a secondary battery in which a negative electrode plate and a positive electrode plate are sequentially stacked between separators that are alternately folded in a Z shape.

2차 전지는 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 화학전지로서, 최근 전기 자동차나 모바일 기기 등 다양한 기술분야에 적용되고 있다.A secondary battery is a chemical battery that can be reused through repeated charging and discharging, and has recently been applied to various technological fields such as electric vehicles and mobile devices.

일반적으로, 2차 전지를 구성하는 내부 셀은 양극판, 분리막(separator), 음극판이 순차적으로 적층되어 스택 형태로 전해질 용액에 담겨진 구성으로 이루어진다.In general, the internal cells constituting the secondary battery have a configuration in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked and immersed in an electrolyte solution in the form of a stack.

적층식으로 2차 전지 내부 셀의 스택을 제조하는 방식의 대표적인 예로서 Z-스택킹(Z-stacking) 방식이 개시되어 있는데, 이는 분리막이 지그재그로 접힌 형태를 이루어지며, 분리막 사이 사이에 음극판 및 양극판이 번갈아가며 삽입된 형태로 이루어진다.A Z-stacking method is disclosed as a representative example of a method of manufacturing a stack of cells inside a secondary battery in a stacked manner, which is formed in a form in which a separator is folded in a zigzag, and a negative plate and a Anode plates are alternately inserted.

이러한 Z-스택킹 형태로 이루어지는 2차 전지 내부 셀 스택은 한국등록특허공보 제10-2253764호 등에 개시되어 있다.A secondary battery internal cell stack formed in such a Z-stacking form is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2253764 and the like.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술의 이차전지의 셀 스태킹 장치는, 승강픽업유닛(210)이 X축 이송부(100)를 따라 이동하면서 일측의 음전극 매거진(Electrode Magazine)으로부터 음전극을 픽업한 후 음전극 정렬 유닛(Electrode Alignment Unit)에 적재하여 정렬이 이루어지게 한 다음, 정렬된 전극을 스태킹 유닛(Z-Stacking Unit) 상에 올려진 분리막에 눌러붙이는 1차 공정과, 전극 공급장치를 X축 방향으로 이동시켜서 분리막으로 음전극을 덮는 2차 공정과, 음전극을 분리막 위에 눌러붙이는 방식과 동일한 방식으로 타측의 양전극 매거진으로부터 취출하여 양전극 정렬 유닛을 거쳐 음전극을 덮은 분리막 위에 양전극을 눌러붙이는 3차 공정으로 구성으로 되어 있다.As shown in FIG. 1 , in the prior art cell stacking device for a secondary battery, the lift pickup unit 210 moves along the X-axis transfer unit 100 while picking up the negative electrode from the negative electrode magazine on one side. The first process of loading the negative electrode alignment unit (Electrode Alignment Unit) to make alignment, and then pressing the aligned electrode to the separator mounted on the Z-Stacking Unit, and the electrode supply device in the X-axis direction The secondary process of covering the negative electrode with a separator by moving it to a separator, and the third process of taking the negative electrode out from the positive electrode magazine on the other side in the same way as pressing the negative electrode on the separator, going through the positive electrode alignment unit, and pressing the positive electrode on the separator covering the negative electrode is made of

이와 같은 종래기술에 따르면, 승강픽업유닛(210)이 X축 이송부(100)를 따라 일방향으로 왕복 이동하면서 음전극과 양전극을 교대로 분리막에 스태킹하게 되므로 속도를 크게 높이기 어렵다는 단점이 있었다.According to this prior art, the lifting and lowering pickup unit 210 reciprocates along the X-axis transfer unit 100 in one direction while stacking negative and positive electrodes on the separator alternately, so it is difficult to significantly increase the speed.

또한 종래기술에 따르면, 음전극 매거진, 음전극 정렬 유닛, 스태킹 유닛, 양전극 정렬 유닛 및 양전극 매거진이 일렬로 배치된 상태라 일방향으로 차지하는 공간이 많아 공간효율성이 떨어진다는 단점도 있었다.In addition, according to the prior art, since the negative electrode magazine, the negative electrode alignment unit, the stacking unit, the positive electrode alignment unit and the positive electrode magazine are arranged in a line, there is a disadvantage in that the space efficiency is decreased because there is a lot of space occupied in one direction.

또한, 종래기술에 따르면, 동일한 전극 매거진에서 일방향으로만 전극이 공급되는 구성으로 되어 있어서 2개조 이상을 연결하는 경우 공간을 크게 차지할 수밖에 없으므로 스테이션 확장성이 떨어지는 단점도 있었다.In addition, according to the prior art, since the electrode is supplied in only one direction from the same electrode magazine, when two or more sets are connected, a large space is inevitably occupied, so there is a disadvantage in that the station expandability is poor.

등록특허공보 제10-2253764호 (2021.05.13)Registered Patent Publication No. 10-2253764 (2021.05.13)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 작업속도가 빠르고 차지하는 공간이 작으며 스테이션 확장성이 우수한 이차전지의 셀 스태킹 장치를 제공하는데 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a cell stacking device for a secondary battery that has a fast working speed, takes up a small space, and has excellent station expandability.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치는,In order to achieve the above object, the cell stacking device of the secondary battery according to the present invention,

일측에 설치되며 제1 전극을 스태킹하는 제1 스태킹 유닛;a first stacking unit installed on one side and stacking the first electrode;

타측에 설치되며 제2 전극을 스태킹하는 제2 스태킹 유닛;a second stacking unit installed on the other side and stacking the second electrode;

상기 제1 스태킹 유닛과 제2 스태킹 유닛 사이에 수직으로 분리막을 공급하는 분리막 공급 유닛; 및a separation membrane supply unit for vertically supplying a separation membrane between the first stacking unit and the second stacking unit; and

상기 제1 스태킹 유닛과 제2 스태킹 유닛에 의해 상기 분리막에 부착된 전극을 좌우 교대로 회동시키는 회전 스태킹 테이블 유닛;a rotating stacking table unit for alternately rotating the electrodes attached to the separator by the first and second stacking units;

을 포함하되,including,

상기 제1 스태킹 유닛은,The first stacking unit,

일측에 배치되어 제1 전극을 수평으로 적층되게 수용하는 제1 매거진;a first magazine disposed on one side to receive the first electrodes to be horizontally stacked;

상기 제1 매거진에 적층된 제1 전극과 대향하는 위치로부터 제1 힌지점을 중심으로 소정 각도 회전할 수 있게 배치되는 제1 픽업 유닛; 및a first pickup unit disposed to be rotatable by a predetermined angle about a first hinge point from a position facing the first electrode stacked on the first magazine; and

소정 각도 회전된 상기 제1 픽업 유닛과 대향되게 배치되며 제1 전극을 정렬한 후 제2 힌지점을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 분리막에 눌러붙이는 제1 정렬 푸싱 유닛;a first alignment pushing unit disposed to face the first pickup unit rotated by a predetermined angle, aligning a first electrode, and then rotating about a second hinge point to press the separation membrane at a vertically standing position;

을 포함하여 구성되고,consists of,

상기 제2 스태킹 유닛은,The second stacking unit,

타측에 배치되어 제2 전극을 수평으로 적층되게 수용하는 제2 매거진;a second magazine disposed on the other side to receive the second electrode to be horizontally stacked;

상기 제2 매거진에 적층된 제2 전극과 대향하는 위치로부터 제3 힌지점을 중심으로 소정 각도 회전할 수 있게 배치되는 제2 픽업 유닛;a second pickup unit disposed to be rotatable by a predetermined angle about a third hinge point from a position facing the second electrode stacked on the second magazine;

소정 각도 회전된 상기 제2 픽업 유닛과 대향되게 배치되며 제2 전극을 정렬한 후 제4 힌지점을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 분리막에 눌러붙이는 제2 정렬 푸싱 유닛;a second alignment pushing unit disposed to face the second pickup unit rotated by a predetermined angle, aligning a second electrode, and then rotating about a fourth hinge point to press the separation membrane at a vertically standing position;

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a.

상기 회전 스태킹 테이블 유닛은, 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 분리막에 대하여 뒤에서 지지하는 지지편과, 상기 지지편에 설치되며 상기 지지편에 대하여 왕복 운동하면서 상기 분리막과 제1 전극 또는 제2 전극을 지지편에 대하여 임시 지지하는 그립퍼와, 상기 그립퍼에 연결되어 좌우 회전시키는 제3 회전 구동부을 포함하는 것을 특징으로 한다.The rotary stacking table unit includes a support piece that supports the first electrode or the second electrode with respect to the separator from the back, and is installed on the support piece and reciprocates with respect to the support piece while reciprocating the separator and the first electrode or the second electrode It characterized in that it comprises a gripper for temporarily supporting with respect to the support piece, and a third rotation driving unit connected to the gripper to rotate left and right.

상기 제1 픽업 유닛은, 상기 제1 힌지점에 회전 중심을 가지는 제1 회전 구동부, 상기 제1 회전 구동부에 연결되는 제1 압력 실린더 및, 상기 제1 압력 실린더의 선단에 설치되는 제1 피커를 포함하고, 상기 제2 픽업 유닛은, 상기 제3 힌지점에 회전 중심을 가지는 제4 회전 구동부, 상기 제4 회전 구동부에 연결되는 제2 압력 실린더 및, 상기 제2 압력 실린더의 선단에 설치되는 제2 피커를 포함 구성되는 것을 특징으로 한다.The first pickup unit may include a first rotation driving unit having a rotation center at the first hinge point, a first pressure cylinder connected to the first rotation driving unit, and a first picker installed at the tip of the first pressure cylinder. The second pickup unit includes a fourth rotational driving unit having a center of rotation at the third hinge point, a second pressure cylinder connected to the fourth rotational driving unit, and a first installed at the tip of the second pressure cylinder. It is characterized in that it is configured to include two pickers.

상기 제1 정렬 푸싱 유닛은 일면에 정렬부가 형성된 바디부, 상기 바디부에 연결되어 상기 제2 힌지점을 중심으로 회동시키는 제2 회전 구동부 및, 상기 바디부와 제2 회전 구동부를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제1 직선 구동부를 포함하고,The first alignment pushing unit includes a body portion having an alignment portion formed on one surface, a second rotation drive unit connected to the body portion to rotate around the second hinge point, and the body portion and the second rotation drive unit on the rotation stacking table Including a first linear drive for moving in a direction to approach or separate with respect to the unit,

제2 정렬 푸싱 유닛은, 정렬부가 형성된 바디부, 상기 바디부에 연결되어 상기 제4 힌지점을 중심으로 회동시키는 제5 회전 구동부 및, 상기 바디부와 제2 회전 구동부를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제2 직선 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The second alignment pushing unit includes a body portion having an alignment portion formed thereon, a fifth rotation driving unit connected to the body portion to rotate about the fourth hinge point, and the body portion and the second rotation driving unit to the rotation stacking table unit. It is characterized in that it comprises a second linear driving unit for moving in a direction to approach or separate with respect to the.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 제1 픽업 유닛과 제2 픽업 유닛이 선형 이동방식이 아닌 좌우 회동 방식에 의해 전극을 공급하므로 택 타임이 최소화되고 생산성이 높아지는 장점이 있다.According to the present invention of the configuration as described above, since the first pickup unit and the second pickup unit supply electrodes by a left-right rotation method instead of a linear movement method, there is an advantage in that the tact time is minimized and productivity is increased.

또한 본 발명에 따르면, 음전극 매거진, 음전극 정렬 유닛, 스태킹 유닛, 양전극 정렬 유닛 및 양전극 매거진이 일방향으로 정렬 배치된 상태가 아니라, 지면과 수평인 공간과 수직인 공간을 모두 사용하여 배치할 수 있기 때문에 장치가 차지하는 좌우폭이 종래에 비해 크게 절감되고, 따라서 공간 효율성을 극대화할 수 있다는 장점도 있다.In addition, according to the present invention, the negative electrode magazine, the negative electrode alignment unit, the stacking unit, the positive electrode alignment unit and the positive electrode magazine are not aligned in one direction, but can be arranged using both a space horizontal to the ground and a space perpendicular to the ground. The left and right width occupied by the device is greatly reduced compared to the prior art, and thus space efficiency can be maximized.

또한, 제1 픽업 유닛과 제2 픽업 유닛이 하나의 매거진을 사이에 두고 양쪽으로 각각 공급하는 것이 가능하기 때문에, 여러 세트를 함께 설치하는 경우에도 종래에 비해 설치 전장이 크게 증가하지 않는 등 스테이션 확장성이 우수하게 된다는 이점도 있다.In addition, since the first pickup unit and the second pickup unit can each be supplied to both sides with a single magazine interposed therebetween, even when several sets are installed together, the total length of the installation does not increase significantly compared to the prior art. There is also the advantage that the performance is excellent.

도 1은 종래기술에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치의 배치구성을 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치에서 제1 스태킹 유닛의 구성을 구체적으로 나타내는 정면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치에서 제2 스태킹 유닛의 구성을 구체적으로 나타내는 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치에서 회전 스태킹 테이블 유닛의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치가 2세트 이상 배치된 구성을 나타내는 정면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치에 의해 스태킹이 완료된 셀의 단면 구성을 나타내는 횡단면도이다.1 is a front view showing the arrangement of a cell stacking device for a secondary battery according to the prior art.
2 is a front view showing the configuration of a cell stacking device for a secondary battery according to the present invention.
3A is a front view specifically illustrating the configuration of a first stacking unit in the cell stacking apparatus for a secondary battery according to the present invention.
3B is a front view specifically illustrating the configuration of a second stacking unit in the cell stacking apparatus for a secondary battery according to the present invention.
4 is a perspective view illustrating an example of a rotary stacking table unit in the cell stacking apparatus for a secondary battery according to the present invention.
5 is a front view illustrating a configuration in which two or more sets of cell stacking devices for secondary batteries according to the present invention are disposed.
6 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a cell in which stacking is completed by the cell stacking device for a secondary battery according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치(1000)는, 일측에 설치되며 제1 전극(E1)을 스태킹하는 제1 스태킹 유닛(U1), 타측에 설치되며 제2 전극(E2)을 스태킹하는 제2 스태킹 유닛(U2), 상기 제1 스태킹 유닛(U1)과 제2 스태킹 유닛(U2) 사이에 수직으로 분리막(S)을 공급하는 분리막 공급 유닛(700) 및, 상기 제1 스태킹 유닛(U1)과 제2 스태킹 유닛(U2)에 의해 상기 분리막(S)에 부착된 전극(E1,E2)을 좌우 교대로 회동시키는 회전 스태킹 테이블 유닛(800)을 포함한다.As shown in FIG. 2 , the cell stacking apparatus 1000 for a secondary battery according to the present invention is a first stacking unit U1 installed on one side and stacking a first electrode E1, and a second stacking unit U1 installed on the other side. A second stacking unit (U2) for stacking the electrodes (E2), a separator supply unit (700) for supplying a separator (S) vertically between the first stacking unit (U1) and the second stacking unit (U2); and a rotary stacking table unit 800 for alternately rotating the electrodes E1 and E2 attached to the separator S by the first stacking unit U1 and the second stacking unit U2 left and right.

상기 제1 전극(E1)은 음전극일 수 있고 제2 전극(E2)은 양전극일 수 있으며, 또는 그 반대일 수도 있다.The first electrode E1 may be a negative electrode and the second electrode E2 may be a positive electrode, or vice versa.

구체적으로, 도 2와 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 상기 제1 스태킹 유닛(U1)은, 일측에 배치되어 제1 전극(E1)을 수평으로 적층되게 수용하는 제1 매거진(100), 상기 제1 매거진(100)에 적층된 제1 전극(E1)과 대향하는 위치로부터 제1 힌지점(P1)을 중심으로 소정 각도(α) 회전할 수 있게 배치되는 제1 픽업 유닛(200), 소정 각도 회전된 상기 제1 픽업 유닛(200)과 대향되게 배치되며 제1 전극(E1)을 정렬한 후 제2 힌지점(P2)을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 분리막(S)에 눌러붙이는 제1 정렬 푸싱 유닛(300)을 포함한다.Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3A and 3B , the first stacking unit U1 is disposed on one side and receives the first electrode E1 to be horizontally stacked in a first magazine 100 . , a first pickup unit 200 arranged to be rotatable by a predetermined angle α about the first hinge point P1 from a position opposite to the first electrode E1 stacked on the first magazine 100 . , disposed to face the first pickup unit 200 rotated by a predetermined angle, and after aligning the first electrode E1, the separation membrane S in a vertically standing position by rotating about the second hinge point P2 and a first alignment pushing unit 300 to be pressed against.

이러한 구성에 따라, 상기 제1 매거진(100) 내에 적층되어 있는 다수의 제1 전극(E1) 중 상단에 위치한 것을 제1 픽업 유닛(200)으로 흡착하여 픽업하고, 픽업한 상태에서 소정 각도(α) 만큼 회동시키되 분리막(S)이 상하로 배치된 쪽을 향해 회동시키게 된다.According to this configuration, among the plurality of first electrodes E1 stacked in the first magazine 100 , the one located at the upper end is sucked and picked up by the first pickup unit 200 , and in the picked-up state, a predetermined angle α ), but rotated toward the side where the separation membrane (S) is arranged vertically.

예컨대, 제1 픽업 유닛(200)은 상기 제1 힌지점(P1)에 회전 중심을 가지는 회전모터와 같은 제1 회전 구동부(210), 상기 제1 회전 구동부(210)에 연결되는 제1 압력 실린더(220) 및, 상기 제1 압력 실린더(220)의 선단에 설치되는 제1 피커(230)를 포함할 수 있다.For example, the first pickup unit 200 may include a first rotation driving unit 210 such as a rotation motor having a rotation center at the first hinge point P1 , and a first pressure cylinder connected to the first rotation driving unit 210 . 220 , and a first picker 230 installed at the tip of the first pressure cylinder 220 .

이러한 구성에 따라, 상기 제1 압력 실린더(220)를 구동하여 제1 매거진(100)에서 제1 전극(E1)을 파지하여 들어올리고, 이어서 상기 제1 회전 구동부(210)에 의해 좌우 회동하면서 소정 각도(α) 이동시킨 후, 상기 제1 압력 실린더(220)를 구동하여 제1 전극(E1)을 상기 제1 정렬 푸싱 유닛(300)에 눌러서 위치시키게 된다.According to this configuration, by driving the first pressure cylinder 220 to hold and lift the first electrode E1 in the first magazine 100 , and then rotated to the left and right by the first rotation driving unit 210 , a predetermined After the angle α is moved, the first pressure cylinder 220 is driven to press and position the first electrode E1 on the first alignment pushing unit 300 .

상기 제1 정렬 푸싱 유닛(300)은 일면에 정렬부(311)가 형성된 바디부(310), 상기 바디부(310)에 연결되어 상기 제2 힌지점(P2)을 중심으로 회동시키는 제2 회전 구동부(320) 및, 상기 바디부(310)와 제2 회전 구동부(320)를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제1 직선 구동부(330)를 포함한다.The first alignment pushing unit 300 is a body portion 310 having an alignment portion 311 formed on one surface thereof, is connected to the body portion 310 and rotates around the second hinge point P2. It includes a driving part 320 and a first linear driving part 330 for moving the body part 310 and the second rotation driving part 320 in a direction to approach or separate from the rotation stacking table unit 800 .

상기 제2 회전 구동부(320)는 회전 모터 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1 직선 구동부(330)는 선형 운동 가이드(Linear motion guide)와 압력 실린더의 조립체가 채택할 수 있다.The second rotation driving unit 320 may be formed of a rotation motor, etc., and the first linear driving unit 330 may be an assembly of a linear motion guide and a pressure cylinder.

또한, 상기 바디부(310)의 정렬부(311)가 제1 전극(E1)을 손상없이 받기 위해 정렬부(311)와 상기 제1 피커(230)는 정확히 대면하는 상태를 이루어야 한다.In addition, in order for the alignment part 311 of the body part 310 to receive the first electrode E1 without damage, the alignment part 311 and the first picker 230 must be in a state in which they directly face each other.

상기 정렬부(311)는 진공 흡착 기능을 포함하고 있어 상기 제1 전극(E1)을 흔들림 없이 흡착할 수 있다.Since the alignment part 311 includes a vacuum suction function, the first electrode E1 may be adsorbed without shaking.

이와 같이, 상기 정렬부(311)에서 제1 전극(E1)을 받아 정렬이 이루어진 후에는 상기 제2 회전 구동부(320)에 의해 회전하여 상기 정렬부(311)가 수직면상에 배치되는 분리막(S)에 정확하게 대향되도록 한다.In this way, after the alignment part 311 receives the first electrode E1 and alignment is made, it is rotated by the second rotation driving part 320 and the alignment part 311 is disposed on a vertical surface of the separation membrane S ) to be exactly opposite to the

예컨대, 제1 피커(230)가 제1 힌지점(P1)을 중심으로 수직면에 대하여 반시계 방향으로 30도 선회되어 있는 경우 상기 바디부(310)는 제2 힌지점(P2)을 중심으로 시계방향으로 120도 회전하여 상기 분리막(S)과 정면 대향되도록 할 필요가 있다.For example, when the first picker 230 is rotated 30 degrees counterclockwise with respect to the vertical plane with respect to the first hinge point P1 as the center, the body portion 310 rotates clockwise around the second hinge point P2. It is necessary to rotate 120 degrees in the direction to face the separation membrane (S) in front.

이와 같이 정렬부(311)와 분리막(S)이 이격되게 나란히 대향한 상태에서 압력 실린더 등으로 이루어진 제1 직선 구동부(330)가 신장 작동하면 상기 정렬부(311)에 흡착되었던 제1 전극(E1)이 상기 분리막(S)의 일면에 부착된다.As described above, when the first linear driving unit 330 made of a pressure cylinder or the like is extended in a state where the alignment unit 311 and the separator S are spaced apart and opposed to each other, the first electrode E1 adsorbed to the alignment unit 311 is ) is attached to one surface of the separation membrane (S).

이 경우, 상기 분리막(S)을 뒤에서 지지하여 제1 전극(E1)을 부착하고 제1 전극(E1)을 회전시켜서 이어지는 제2 전극(E2)을 부착시킬 필요가 있다.In this case, it is necessary to attach the first electrode E1 by supporting the separator S from the back, and to attach the successive second electrode E2 by rotating the first electrode E1.

이를 위해, 도 2와 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)은, 상기 제1 전극(E1)을 분리막(S)에 대하여 뒤에서 지지하는 지지편(810)과, 상기 지지편(810)에 설치되며 상기 지지편(810)에 대하여 왕복 운동하면서 상기 분리막(S)과 제1 전극(E1)을 지지편(810)에 대하여 임시 지지하는 그립퍼(820)와, 상기 그립퍼(820)에 연결되어 좌우 회전시키는 제3 회전 구동부(830)을 포함할 수 있다.To this end, as shown in FIGS. 2 and 4 , the rotary stacking table unit 800 includes a support piece 810 for supporting the first electrode E1 from the rear with respect to the separator S, and the support a gripper 820 installed on the piece 810 and temporarily supporting the separator S and the first electrode E1 with respect to the support piece 810 while reciprocating with respect to the support piece 810; It may include a third rotation driving unit 830 connected to the 820 to rotate left and right.

즉, 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)을 통해, 수직으로 배치되는 분리막(S)의 뒤쪽에서 지지편(810)에 의해 지지하도록 한 상태에서 수직으로 배치된 상기 정렬부(311)가 제1 직선 구동부(330)에 의해 상기 지지편(810)으로 이동하면서 제1 전극(E1)을 분리막(S)에 부착하게 된다.That is, through the rotary stacking table unit 800, the vertically arranged alignment part 311 in a state to be supported by the support piece 810 from the back of the vertically arranged separation membrane S is a first straight line. The first electrode E1 is attached to the separator S while moving to the support piece 810 by the driving unit 330 .

상기 그립퍼(820)는 종래기술에 따른 이차전지의 셀 스태킹 장치에서도 공지된 일반적인 구성이 채택될 수 있다.The gripper 820 may have a known general configuration in a cell stacking device for a secondary battery according to the related art.

일단 제1 전극(E1)이 분리막(S)의 일면에 부착되면, 상기 제3 회전 구동부(830)에 의해 지지편(810)과 그립퍼(820)가 180도 회전하여 후술하는 타측의 제2 스태킹 유닛(U2)의 제2 정렬 푸싱 유닛(600)에 의해 제2 전극(E2)이 타측을 향해 새롭게 노출된 분리막(S)에 부착되게 된다.Once the first electrode E1 is attached to one surface of the separator S, the support piece 810 and the gripper 820 are rotated 180 degrees by the third rotation driving unit 830 for second stacking to be described later. The second electrode E2 is attached to the newly exposed separator S toward the other side by the second alignment pushing unit 600 of the unit U2.

구체적으로, 상기 제2 스태킹 유닛(U2)은, 타측에 배치되어 제2 전극(E2)을 수평으로 적층되게 수용하는 제2 매거진(400), 상기 제2 매거진(400)에 적층된 제2 전극(E2)과 대향하는 위치로부터 제3 힌지점(P3)을 중심으로 소정 각도(β) 회전할 수 있게 배치되는 제2 픽업 유닛(500), 소정 각도 회전된 상기 제2 픽업 유닛(500)과 대향되게 배치되며 제1 전극(E2)을 정렬한 후 제4 힌지점(P4)을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 분리막(S)에 눌러붙이는 제2 정렬 푸싱 유닛(600)을 포함한다.Specifically, the second stacking unit U2 is disposed on the other side and includes a second magazine 400 accommodating the second electrode E2 to be horizontally stacked, and a second electrode stacked on the second magazine 400 . A second pickup unit 500 arranged to be rotated by a predetermined angle β from a position opposite to E2 and a third hinge point P3, the second pickup unit 500 rotated by a predetermined angle; A second alignment pushing unit 600 disposed to face and pressed to the separator S in a vertically standing position by rotating about the fourth hinge point P4 after aligning the first electrode E2 is included. .

이러한 구성에 따라, 상기 제2 매거진(400) 내에 적층되어 있는 다수의 제1 전극(E2) 중 상단에 위치한 것을 제2 픽업 유닛(500)으로 흡착하여 픽업하고, 픽업한 상태에서 소정 각도(β) 만큼 회동시키되 분리막(S)이 상하로 배치된 쪽을 향해 회동시키게 된다.According to this configuration, the second pick-up unit 500 absorbs and picks up the one located at the upper end of the plurality of first electrodes E2 stacked in the second magazine 400, and in the picked-up state, a predetermined angle β ), but rotated toward the side where the separation membrane (S) is arranged vertically.

수직면에 대하여 상기 제2 스태킹 유닛(U2)은 제1 스태킹 유닛(U1)과 구성 및 동작에 있어서 대칭을 이루는 것이 바람직하다.With respect to the vertical plane, the second stacking unit U2 and the first stacking unit U1 are preferably symmetrical in configuration and operation.

그러나, 제2 픽업 유닛(500)의 회전 각도(β)는 제1 픽업 유닛(200)의 회전 각도(α)와 다를 수 있고, 이에 따라, 제2 정렬 푸싱 유닛(600)을 구성하는 바디부(610)의 회전 각도 또한 제1 정렬 푸싱 유닛(300)의 바디부(310)의 회전 각도와 다를 수 있다.However, the rotation angle β of the second pickup unit 500 may be different from the rotation angle α of the first pickup unit 200 , and accordingly, the body portion constituting the second alignment pushing unit 600 . The rotation angle of the 610 may also be different from the rotation angle of the body portion 310 of the first alignment pushing unit 300 .

한편, 상기 제2 픽업 유닛(500)은 상기 제3 힌지점(P3)에 회전 중심을 가지는 회전모터와 같은 제4 회전 구동부(510), 상기 제4 회전 구동부(510)에 연결되는 제2 압력 실린더(520) 및, 상기 제2 압력 실린더(520)의 선단에 설치되는 제2 피커(530)를 포함할 수 있다.On the other hand, the second pickup unit 500 is a fourth rotation driving unit 510 such as a rotation motor having a rotation center at the third hinge point P3 , and a second pressure connected to the fourth rotation driving unit 510 . It may include a cylinder 520 and a second picker 530 installed at the tip of the second pressure cylinder 520 .

또한, 제2 정렬 푸싱 유닛(600)은, 정렬부(611)가 형성된 바디부(610), 상기 바디부(610)에 연결되어 상기 제4 힌지점(P4)을 중심으로 회동시키는 제5 회전 구동부(620) 및, 상기 바디부(610)와 제5 회전 구동부(620)를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제2 직선 구동부(630)를 포함한다.In addition, the second alignment pushing unit 600, the body portion 610 in which the alignment portion 611 is formed, is connected to the body portion 610 and rotates around the fourth hinge point P4. It includes a driving unit 620 and a second linear driving unit 630 for moving the body unit 610 and the fifth rotation driving unit 620 in a direction to approach or separate from the rotation stacking table unit 800 .

상기 제5 회전 구동부(620)는 회전 모터 등으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 직선 구동부(630)는 선형 운동 가이드(Linear motion guide)와 압력 실린더의 조립체가 채택될 수 있다.The fifth rotation driving unit 620 may be formed of a rotation motor, etc., and the second linear driving unit 630 may be an assembly of a linear motion guide and a pressure cylinder.

또한, 상기 바디부(610)의 정렬부(611)가 제2 전극(E2)을 손상없이 받기 위해 정렬부(611)와 상기 제2 피커(630)는 정확히 대면하는 상태를 이루어야 한다.In addition, in order for the alignment unit 611 of the body unit 610 to receive the second electrode E2 without damage, the alignment unit 611 and the second picker 630 must be in a state in which they directly face each other.

상기 정렬부(611)는 진공 흡착 기능을 포함하고 있어 상기 제1 전극(E1)을 흔들림 없이 흡착할 수 있다.Since the alignment part 611 includes a vacuum suction function, the first electrode E1 may be adsorbed without shaking.

이와 같이, 상기 정렬부(611)에서 제1 전극(E2)을 받아 정렬이 이루어진 후에는 상기 제5 회전 구동부(620)에 의해 회전하여 상기 정렬부(611)가 수직면상에 배치되는 분리막(S)에 정확하게 대향되도록 한다.As such, after the alignment unit 611 receives the first electrode E2 and alignment is made, the separation membrane S is rotated by the fifth rotation driving unit 620 and the alignment unit 611 is disposed on a vertical surface. ) to be exactly opposite to the

예컨대, 제2 피커(630)가 제3 힌지점(P3)을 중심으로 수직면에 대하여 시계 방향으로 30도 선회되어 있는 경우 상기 바디부(610)는 제4 힌지점(P4)을 중심으로 반시계방향으로 120도 회전하여 상기 분리막(S)과 정면 대향되도록 할 필요가 있다.For example, when the second picker 630 is rotated 30 degrees clockwise with respect to the vertical plane with respect to the third hinge point P3 as the center, the body portion 610 is counterclockwise around the fourth hinge point P4. It is necessary to rotate 120 degrees in the direction to face the separation membrane (S) in front.

이와 같이 정렬부(611)와 분리막(S)이 이격되게 나란히 대향한 상태에서 압력 실린더 등으로 이루어진 제2 직선 구동부(630)가 신장 작동하면 상기 정렬부(611)에 흡착되었던 제2 전극(E2)이 상기 분리막(S)의 일면에 부착된다.In this way, when the second linear driving unit 630 made of a pressure cylinder or the like is extended in a state in which the alignment unit 611 and the separator S are spaced apart and opposed to each other, the second electrode E2 that has been adsorbed to the alignment unit 611 is ) is attached to one surface of the separation membrane (S).

이 경우, 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)을 이용하여 상기 분리막(S)을 뒤에서 지지하여 제2 전극(E2)을 부착하고 제2 전극(E2)을 회전시켜서 이어지는 제1 전극(E1)을 부착시키게 된다.In this case, the second electrode E2 is attached by supporting the separator S from the back using the rotary stacking table unit 800 , and the first electrode E1 connected by rotating the second electrode E2 is attached. will make it

이와 같이, 상기 제1 스태킹 유닛(U1)과 제2 스태킹 유닛(U2)에 의해 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)을 Z-형태로 연속 절곡된 분리막(S) 사이 사이에 부착시킬 수 있게 된다.In this way, the first electrode E1 and the second electrode E2 are attached between the separator S continuously bent in a Z-shape by the first stacking unit U1 and the second stacking unit U2. be able to do

한편, 상기 분리막 공급 유닛(700)은 권취롤(710), 텐션 유닛(720) 및 안내롤(730) 등을 통해 분리막(S)을 수직으로 공급하며 하단부에는 상기 회전 스태킹 테이블 유닛(800)이 연결된다.On the other hand, the separation membrane supply unit 700 vertically supplies the separation membrane S through a winding roll 710, a tension unit 720, and a guide roll 730, and the rotary stacking table unit 800 has a lower end. connected

이와 같이, 본 발명에 따르면, 제1 픽업 유닛(200)과 제2 픽업 유닛(500)이 선형 이동방식이 아닌 좌우 회동 방식에 의해 전극을 공급하므로 택 타임(tact time, 공정시간)이 최소화되는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, since the first pickup unit 200 and the second pickup unit 500 supply electrodes by a left-right rotation method rather than a linear movement method, the tact time (process time) is minimized. There are advantages.

또한, 음전극 매거진, 음전극 정렬 유닛, 스태킹 유닛, 양전극 정렬 유닛 및 양전극 매거진이 일방향으로 정렬 배치된 상태가 아니라 상하 방향을 함께 이용하기 때문에 장치가 차지하는 좌우폭이 종래에 비해 크게 절감되고, 따라서 공간 효율성을 극대화할 수 있다는 장점도 있다.In addition, since the negative electrode magazine, the negative electrode alignment unit, the stacking unit, the positive electrode alignment unit, and the positive electrode magazine are used together in the vertical direction instead of in one direction, the left and right width of the device is greatly reduced compared to the prior art, and thus the space efficiency is improved Another advantage is that it can be maximized.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이 배치하는 경우, 제1 픽업 유닛(200)과 제2 픽업 유닛(500)이 하나의 매거진(100)(400)을 사이에 두고 양쪽으로 각각 공급하는 것이 가능하기 때문에 여러 세트를 설치하는 경우에도 종래에 비해 길이가 크게 증가하지 않는 등 스테이션 확장성이 우수하게 된다는 이점도 있다.In addition, when it is arranged as shown in FIG. 5 , it is possible for the first pickup unit 200 and the second pickup unit 500 to supply each of the magazines 100 and 400 to both sides. Therefore, even when multiple sets are installed, there is an advantage in that the station expandability is excellent, such as the length does not increase significantly compared to the prior art.

도 6에는 본 발명의 이차전지의 셀 스태킹 장치(1000)에 의해 스태킹이 완료된 셀의 단면 구성이 나타나 있다.6 shows a cross-sectional configuration of a cell in which stacking is completed by the cell stacking apparatus 1000 for a secondary battery of the present invention.

본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The embodiments of the present invention are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible within the scope of the following claims.

100... 제1 매거진
200... 제1 픽업 유닛
210... 제1 회전 구동부
220... 제1 압력 실린더
230... 제1 피커
300... 제1 정렬 푸싱 유닛
310... 바디부
311... 정렬부
320... 제2 회전 구동부
330... 제1 직선 구동부
400... 제2 매거진
500... 제2 픽업 유닛
510... 제4 회전 구동부
520... 제2 압력 실린더
530... 제2 피커
600... 제2 정렬 푸싱 유닛
610... 바디부
611... 정렬부
620... 제5 회전 구동부
630... 제2 직선 구동부
700... 분리막 공급 유닛
800... 회전 스태킹 테이블 유닛
810... 지지편
820... 그립퍼
830... 제3 회전 구동부
1000... 이차전지의 셀 스태킹 장치
E1... 제1 전극
E2... 제2 전극
P1... 제1 힌지점
P2... 제2 힌지점
P3... 제3 힌지점
P4... 제4 힌지점
S... 분리막
U1... 제1 스태킹 유닛
U2... 제2 스태킹 유닛100... 1st magazine
200... first pickup unit
210... first rotational drive
220... 1st pressure cylinder
230... first picker
300... first alignment pushing unit
310... body part
311... Alignment
320... second rotary drive
330... first linear drive
400... 2nd magazine
500... 2nd pickup unit
510... Fourth rotational drive
520... 2nd pressure cylinder
530... 2nd picker
600... second alignment pushing unit
610... body part
611... Alignment
620... Fifth rotation drive
630... second linear drive
700... Membrane supply unit
800... rotary stacking table unit
810... support
820... gripper
830... Third rotary drive
1000... Cell stacking device for secondary batteries
E1... first electrode
E2... second electrode
P1... first hinge point
P2... second hinge point
P3... 3rd hinge point
P4... 4th hinge point
S... separator
U1... first stacking unit
U2... second stacking unit

Claims (4)

일측에 설치되며 제1 전극을 스태킹하는 제1 스태킹 유닛;
타측에 설치되며 제2 전극을 스태킹하는 제2 스태킹 유닛;
상기 제1 스태킹 유닛과 제2 스태킹 유닛 사이에 수직으로 분리막을 공급하는 분리막 공급 유닛; 및
상기 제1 스태킹 유닛과 제2 스태킹 유닛에 의해 상기 분리막에 부착된 전극을 좌우 교대로 회동시키는 회전 스태킹 테이블 유닛;
을 포함하되,
상기 제1 스태킹 유닛은,
일측에 배치되어 제1 전극을 수평으로 적층되게 수용하는 제1 매거진;
상기 제1 매거진에 적층된 제1 전극과 대향하는 위치에서 제1 전극을 파지하여 수직으로 들어올린 후 제1 힌지점을 중심으로 소정 각도 회전할 수 있게 배치되는 제1 픽업 유닛; 및
소정 각도 회전된 상기 제1 픽업 유닛과 대향되게 배치되며 제1 전극을 정렬한 후 제2 힌지점을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 회전 스태킹 테이블 유닛에 대하여 분리막에 눌러붙이는 제1 정렬 푸싱 유닛;
을 포함하여 구성되고,
상기 제2 스태킹 유닛은,
타측에 배치되어 제2 전극을 수평으로 적층되게 수용하는 제2 매거진;
상기 제2 매거진에 적층된 제2 전극과 대향하는 위치에서 제2 전극을 파지하여 수직으로 들어올린 후 제3 힌지점을 중심으로 소정 각도 회전할 수 있게 배치되는 제2 픽업 유닛; 및
소정 각도 회전된 상기 제2 픽업 유닛과 대향되게 배치되며 제2 전극을 정렬한 후 제4 힌지점을 중심으로 회전하여 수직으로 기립한 위치에서 분리막에 눌러붙이는 제2 정렬 푸싱 유닛;
을 포함하여 구성되되,
상기 제1 픽업 유닛은, 상기 제1 힌지점에 회전 중심을 가지는 제1 회전 구동부, 상기 제1 회전 구동부에 연결되는 제1 압력 실린더 및, 상기 제1 압력 실린더의 선단에 설치되는 제1 피커를 포함하고, 상기 제2 픽업 유닛은, 상기 제3 힌지점에 회전 중심을 가지는 제4 회전 구동부, 상기 제4 회전 구동부에 연결되는 제2 압력 실린더 및, 상기 제2 압력 실린더의 선단에 설치되는 제2 피커를 포함하여 구성되며,
상기 제1 정렬 푸싱 유닛은 일면에 정렬부가 형성된 바디부, 상기 바디부에 연결되어 상기 제2 힌지점을 중심으로 회동시키는 제2 회전 구동부 및, 상기 바디부와 제2 회전 구동부를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제1 직선 구동부를 포함하고,
제2 정렬 푸싱 유닛은, 정렬부가 형성된 바디부, 상기 바디부에 연결되어 상기 제4 힌지점을 중심으로 회동시키는 제5 회전 구동부 및, 상기 바디부와 제5 회전 구동부를 상기 회전 스태킹 테이블 유닛에 대하여 접근하거나 분리되는 방향으로 이동시키는 제2 직선 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 셀 스태킹 장치.a first stacking unit installed on one side and stacking the first electrode;
a second stacking unit installed on the other side and stacking the second electrode;
a separation membrane supply unit for vertically supplying a separation membrane between the first stacking unit and the second stacking unit; and
a rotating stacking table unit for alternately rotating the electrodes attached to the separator by the first and second stacking units;
including,
The first stacking unit,
a first magazine disposed on one side to receive the first electrodes to be horizontally stacked;
a first pickup unit disposed to be able to rotate by a predetermined angle about a first hinge point after holding the first electrode at a position opposite to the first electrode stacked on the first magazine and lifting it vertically; and
A first alignment pushing that is disposed opposite to the first pickup unit rotated by a predetermined angle and is pressed against the separation membrane with respect to the rotary stacking table unit in a vertically standing position by rotating about the second hinge point after aligning the first electrode unit;
consists of,
The second stacking unit,
a second magazine disposed on the other side to receive the second electrode to be horizontally stacked;
a second pickup unit disposed to be able to rotate by a predetermined angle around a third hinge point after holding the second electrode at a position opposite to the second electrode stacked on the second magazine and lifting it vertically; and
a second alignment pushing unit disposed to face the second pickup unit rotated by a predetermined angle, aligning the second electrode, and then rotating about the fourth hinge point to press the separation membrane at a vertically standing position;
It is composed including,
The first pickup unit may include a first rotational driving unit having a center of rotation at the first hinge point, a first pressure cylinder connected to the first rotational driving unit, and a first picker installed at the tip of the first pressure cylinder. wherein the second pickup unit includes a fourth rotational driving unit having a center of rotation at the third hinge point, a second pressure cylinder connected to the fourth rotational driving unit, and a first installed at the tip of the second pressure cylinder. Consists of including 2 pickers,
The first alignment pushing unit includes a body portion having an alignment portion formed on one surface, a second rotation drive unit connected to the body portion to rotate about the second hinge point, and the body portion and the second rotation drive unit on the rotation stacking table It includes a first linear drive for moving in a direction to approach or separate with respect to the unit,
The second alignment pushing unit may include a body portion having an alignment portion formed thereon, a fifth rotation driving unit connected to the body portion to rotate around the fourth hinge point, and the body portion and the fifth rotation driving unit to the rotation stacking table unit. A cell stacking device for a secondary battery, characterized in that it includes a second linear driving unit for moving in a direction to approach or separate. 제1항에 있어서,
상기 회전 스태킹 테이블 유닛은, 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 분리막에 대하여 뒤에서 지지하는 지지편과, 상기 지지편에 설치되며 상기 지지편에 대하여 왕복 운동하면서 상기 분리막과 제1 전극 또는 제2 전극을 지지편에 대하여 임시 지지하는 그립퍼와, 상기 그립퍼에 연결되어 좌우 회전시키는 제3 회전 구동부을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 셀 스태킹 장치.According to claim 1,
The rotary stacking table unit includes a support piece for supporting the first electrode or the second electrode with respect to the separator from the back, and is installed on the support piece and reciprocates with respect to the support piece while reciprocating the separator and the first electrode or the second electrode A cell stacking device for a secondary battery, comprising: a gripper for temporarily supporting the battery with respect to a support piece; and a third rotation driving unit connected to the gripper to rotate left and right. 삭제delete 삭제delete
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