KR102497811B1 - 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치 - Google Patents

이차전지 전극의 레이저 노칭 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102497811B1
KR102497811B1 KR1020210068401A KR20210068401A KR102497811B1 KR 102497811 B1 KR102497811 B1 KR 102497811B1 KR 1020210068401 A KR1020210068401 A KR 1020210068401A KR 20210068401 A KR20210068401 A KR 20210068401A KR 102497811 B1 KR102497811 B1 KR 102497811B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
laser
tapped hole
jig
notching
Prior art date
Application number
KR1020210068401A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220160324A (ko
Inventor
이혁용
박승일
김홍석
Original Assignee
주식회사 디에이테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디에이테크놀로지 filed Critical 주식회사 디에이테크놀로지
Priority to KR1020210068401A priority Critical patent/KR102497811B1/ko
Priority to PCT/KR2022/004236 priority patent/WO2022250265A1/ko
Publication of KR20220160324A publication Critical patent/KR20220160324A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102497811B1 publication Critical patent/KR102497811B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/16Removal of by-products, e.g. particles or vapours produced during treatment of a workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • B23K37/0435Clamps
    • B23K37/0443Jigs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지의 전극을 연속적으로 이송하면서 전극의 가장자리 부분에 레이저를 조사하여 전극을 일정 패턴으로 절단하는 노칭 공정을 수행함으로써 전극의 가장자리에 복수의 리드탭(lead tab)을 연속적으로 형성하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치는, 전극의 가장자리 부분을 일정한 형태로 절단하기 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기; 상기 레이저 조사기의 일측에 고정되게 설치되는 지그베이스; 상기 지그베이스에 설치되며, 원통형으로 되어 외면에 전극이 밀착되면서 안내되고, 일측부 외면에 전극의 가장자리 부분을 절단하는 레이저가 통과하는 탭가공홀이 형성되어 있는 지그유닛; 상기 지그유닛의 일측에 상기 탭가공홀과 연통되게 설치되어 레이저로 전극을 절단하는 과정에서 발생하는 흄과 이물질을 탭가공홀 내측 공간으로 흡입하는 흄석션유닛; 및, 레이저로 전극을 절단하는 과정에서 상기 탭가공홀의 일측에서 다른 일측을 향해 공기를 분사하여 전극의 절단된 부분이 탭가공홀의 내측으로 밀려들어가지 않고 외측에 위치하도록 유지하는 에어분사유닛;을 포함할 수 있다.

Description

이차전지 전극의 레이저 노칭 장치{Laser Notching System for Manufacturing Secondary Battery}
본 발명은 이차전지의 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차전지의 전극을 연속적으로 이송하면서 전극의 가장자리 부분에 레이저를 조사하여 전극을 일정 패턴으로 절단하는 노칭 공정을 수행함으로써 전극의 가장자리에 복수의 리드탭(lead tab)을 연속적으로 형성하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제, 바인더 등이 혼합된 전극 합제를 도포한 후 건조하여 전극을 제조하고, 제조된 전극을 분리막과 함께 적층한 후, 전해액과 함께 전지케이스에 내장 및 밀봉함으로써 완성된다.
이 때, 상기 전극은 긴 시트 형상으로 이루어진 전극 집전체 상에 전극 활물질이 도포되어 제조된 전극을 노칭(notching)하여 리드탭을 가공한 후, 소망하는 길이로 커팅함으로써 제조된다.
전극의 노칭 과정은 리드탭에 대응하는 형상의 커팅부를 포함하고 있는 지그유닛 또는 롤러에 의해 수행되며, 최근에는 패턴 프레스 금형의 수명 문제 해결 및 쉽게 리드탭을 형상을 변경할 수 있도록 전극에 레이저를 조사함으로써 이러한 노칭 과정을 수행하기도 한다.
예를 들어 국내 등록특허 10-1774262호에 전극(금속 집전체)의 제 1 면에 대해 수직으로 레이저(laser)를 조사하여 리드탭을 제외한 나머지 일측 변을 절삭하는 리드탭 가공 장치가 개시되어 있다.
그런데 종래의 레이저를 이용한 리드탭 가공 장치는 수평 이동하는 전극의 면에 대해 레이저를 연직 방향으로 조사하여 리드탭을 가공하는 방식을 채택하고 있으므로 전극의 절삭된 일측 변의 잔여물(스크랩) 또는 절삭 과정에서 발생하는 미세한 이물질들이 전극 상면에 쌓이고 전극 하측에서 지지하고 있는 지그에 축적되어, 지그의 고정력을 저하시키고, 잔여물과 이물질들에 의해 전극 상에 레이저가 외란(disturbance)되어, 소망하는 리드탭의 형상으로 절삭되지 않는 경우가 발생하며, 전극면에 쌓인 이물 의한 불량을 발생시키는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-1571390호 대한민국 등록특허 10-1774262호 대한민국 공개특허 10-2018-0004582호
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 레이저를 지면(地面)에 대해 수평하게 조사하여 전극의 가장자리 부분을 커팅하여 리드탭을 형성함으로써 노칭 가공 공정에서 발생하는 스크랩 및 이물질이 자연스럽게 하측으로 낙하하여 제거될 수 있으며, 레이저로 전극의 가장자리 부분을 커팅하는 과정에서 전극의 가장자리 노칭지그의 탭가공홀 내측으로 밀려들어가 가공 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치는, 전극의 가장자리 부분을 일정한 형태로 절단하기 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기; 상기 레이저 조사기의 일측에 고정되게 설치되는 지그베이스; 상기 지그베이스에 설치되며, 원통형으로 되어 외면에 전극이 밀착되면서 안내되고, 일측부 외면에 전극의 가장자리 부분을 절단하는 레이저가 통과하는 탭가공홀이 형성되어 있는 지그유닛; 상기 지그유닛의 일측에 상기 탭가공홀과 연통되게 설치되어 레이저로 전극을 절단하는 과정에서 발생하는 흄과 이물질을 탭가공홀 내측 공간으로 흡입하는 흄석션유닛; 및, 레이저로 전극을 절단하는 과정에서 상기 탭가공홀의 일측에서 다른 일측을 향해 공기를 분사하여 전극의 절단된 부분이 탭가공홀의 내측으로 밀려들어가지 않고 외측에 위치하도록 유지하는 에어분사유닛;을 포함할 수 있다.
상기 지그유닛은, 외면에 상기 전극이 밀착되면서 감겨져 안내되며 중심에 결합된 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 된 가이드드럼과, 상기 가이드드럼과 동일한 직경을 갖는 원반형으로 되어 가이드드럼의 일측 단부 외측에서 상기 지그베이스에 고정되게 설치되며 상기 탭가공홀이 반경방향 외측으로 개방되게 형성되어 있는 노칭지그를 포함할 수 있다.
상기 흄석션유닛은, 일단부가 상기 노칭지그의 측면에서 상기 탭가공홀의 내측 공간과 연통되게 설치되어 흄 및 이물질을 흡입하는 흡입관과, 상기 흡입관의 다른 일단에 연결되어 흡입관을 통해 흡입력을 발생시키는 석션펌프를 포함할 수 있다.
상기 에어분사유닛은, 상기 탭가공홀의 상단부에 탭가공홀 내측으로 연통되게 설치되어 탭가공홀의 하단부 쪽으로 공기를 분사하는 에어노즐과, 상기 노칭지그의 측면에서 상기 에어노즐과 연통되어 에어노즐으로 공기를 공급하는 에어공급관과, 상기 에어공급관을 통해 일정한 압력으로 공기를 펌핑하는 에어펌프를 포함할 수 있다.
상기 레이저 조사기는 탭가공홀과 대응하는 영역 중 상기 에어노즐과 인접한 일부 영역에만 레이저를 조사하여 전극을 절단할 수 있다.
본 발명의 레이저 노칭 장치는, 상기 노칭지그의 탭가공홀의 외측에 배치되어 전극의 가장자리 부분에서 잘려진 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 스크랩포집유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 스크랩포집유닛은, 상기 노칭지그의 탭가공홀 전방에 서로 나란하게 설치되는 2개의 측면판과, 상기 측면판의 후방에 배치되는 후면판을 포함하는 포집가이드박스와; 상기 포집가이드박스의 하단부에 배치되어 포집가이드박스 내부에서 하측으로 낙하하는 분진 및 스크랩을 흡입하여 포집하는 스크랩흡입기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 조사기에서 수평하게 레이저가 조사되고, 레이저 조사 위치에서 전극이 드럼 타입의 지그유닛에 의해 안내되면서 지지되어 전극의 일측 가장자리 부분이 노칭 가공되므로 레이저 노칭 공정 중에 발생하는 스크랩과 분진을 하측으로 낙하시켜 공정 수행과 동시에 제거할 수 있다.
특히 전극의 일측 가장자리 부분에 레이저를 조사하여 리드탭을 가공할 때, 탭가공홀 일측의 에어노즐을 통해서 소정의 압력으로 공기가 분사되어 전극의 가장자리 부분이 탭가공홀 내측에서 형성되는 음압에 의해 탭가공홀 내측으로 밀려들어오지 않게 되므로, 노칭 공정 시 정확한 절단 패턴을 유지할 수 있게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치의 측면도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시한 레이저 노칭 지그를 구성하는 지그유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도 및 확대도이다.
도 3은 도 2a에 도시한 지그유닛을 다른 방향에서 본 사시도이다.
도 4는 도 2a에 도시한 지그유닛의 횡단면도이다.
도 5는 도 2a에 도시한 지그유닛을 구성하는 노칭지그를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 레이저 노칭 지그를 구성하는 레이저 조사기 및 스크랩포집유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치의 측면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 노칭 지그를 구성하는 건식세정유닛의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 레이저 노칭 지그를 구성하는 건식세정유닛의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치의 측면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치를 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치는, 지면(地面)에 대해 수평하게 레이저를 조사하는 레이저 조사기(100), 상기 레이저 조사기(100)의 일측에 고정되게 설치되는 지그베이스(200), 상기 지그베이스(200)에 회전 가능하게 설치되어 긴 시트(sheet) 형태로 된 전극(E)을 안내함과 동시에 레이저 노칭 시 전극(E)을 지지하는 지그유닛(300), 상기 지그유닛(300)의 가이드드럼(310) 중심의 회전축(350)에 회전력을 전달하여 가이드드럼(310)을 회전시키는 회동유닛, 지그유닛(300)의 일측에 상기 탭가공홀(321)과 연통되게 설치되어 레이저로 전극(E)의 가장자리를 절단하는 과정에서 발생하는 흄과 이물질을 탭가공홀(321) 내측 공간을 통해 흡입하여 제거하는 흄석션유닛, 레이저로 전극(E)의 가장자리를 절단하는 과정에서 상기 탭가공홀(321)의 일측에서 다른 일측을 향해 공기를 분사하여 전극(E)의 절단된 부분이 탭가공홀(321) 내측으로 밀려들어가지 않고 외측에 위치하도록 유지하는 에어분사유닛, 상기 지그유닛(300)의 일측 전방부에 인접하게 배치되어 레이저 노칭 과정에서 전극(E)의 가장자리 부분에서 잘려진 스크랩과 흄, 이물질 등을 흡입하여 외부로 배출하는 스크랩포집유닛(550)을 포함한다.
도면에 도시하지는 않았으나, 전극(E)은 롤 형태로 권취되어 있다가 전극 이송장치에 의해 풀려져 나오면서 일정한 속도와 피치로 이동하면서 상기 레이저 조사기(100)와 지그유닛(300) 사이를 통과하게 되고, 레이저 조사기(100)에서 방출되는 레이저에 의해 전극(E)의 일측 가장자리 부분이 일정한 패턴으로 절단되어 일측 가장자리 부분에 리드탭(lead tab)(L)이 형성된다.
레이저 조사기(100)는 지그유닛(300)의 노칭지그(320)의 전방측에 소정의 간격을 두고 설치되어, 전극(E)의 일측 가장자리 부분에 레이저를 조사하여 절단함으로써 전극(E)의 일측 가장자리 부분에 복수의 리드탭(L)을 가공하는 노칭(notching) 공정을 수행한다. 본 발명에서 레이저 조사기(100)는 지면(地面)에 대해 대체로 수평한 방향으로 레이저를 조사하여 노칭 공정을 수행하도록 구성되는데, 이는 전술한 것과 같이 노칭 공정에서 발생하는 스크랩과 이물질이 자연스럽게 하측으로 배출되어 스크랩과 이물질이 지그유닛(300)에 축적되는 현상을 없앨 수 있도록 하기 위함이다.
레이저 조사기(100)의 일측에는 지그유닛(300)을 설치하기 위한 지그베이스(200)가 설치된다. 지그베이스(200)는 지그유닛(300) 및 지그유닛(300)과 결합되는 구성요소를 안정적으로 지탱할 수 있도록 금속 재질의 프레임과 평판 등으로 이루어질 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 지그유닛(300)은 전체적으로 원통형 드럼 형태로 되어 레이저 조사기(100)의 일측에서 상기 지그베이스(200)에 설치되며, 상측에서 하측으로 이송되는 전극(E)과 밀착되면서 레이저 노칭 공정 중 전극(E)을 안정적으로 지지하는 작용을 한다. 즉, 지그유닛(300)은 전극(E)에 대한 레이저 노칭 공정 시 지그베이스(200)에 대해 회전하면서 전극(E)을 지지함으로써 전극(E)과 지그유닛(300) 간의 마찰력을 최소화하고, 전극(E)의 손상이나 주름 발생 등을 최소화할 수 있도록 구성된다.
지그유닛(300)은 외면에 전극(E)이 밀착되면서 안내되는 원통형으로 된 가이드드럼(310)과, 가이드드럼(310)의 일측 단부 외측에 연속하여 배치되며 전극(E)의 일측 가장자리 부분에 리드탭(L)을 가공하기 위한 탭가공홀(321)이 반경방향 내측으로 오목하게 형성되어 있는 노칭지그(320)를 포함한다.
가이드드럼(310)은 소정의 직경을 갖는 원통형으로 이루어지며, 중심부가 회전축(350)과 결합되어 회전축(350)이 회동유닛으로부터 동력을 전달받아 회전함에 따라 일정한 속도로 회전하면서 전극(E)을 안내하며 지지한다. 가이드드럼(310)은 전극(E)의 일측 가장자리 부분을 제외한 대부분의 영역을 지지할 수 있는 길이를 갖는 원형 드럼으로 이루어진다.
가이드드럼(310)을 회전시키기 위한 회동유닛은, 지그베이스(200)에 회전축(350)의 끝단부와 연결되게 설치되는 구동모터(400)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서와 같이 구동모터(400)는 회전축(350)에 직접 연결될 수도 있지만, 풀리와 벨트, 기어 등의 동력전달기구를 통해 회전축(350)에 연결되어 동력을 전달할 수 있을 것이다.
노칭지그(320)는 전극(E)의 일측 가장자리 부분을 레이저 노칭 가공하여 리드탭(L)을 형성할 수 있도록 전극(E)의 일측 가장자리 부분을 지지하는 기능을 하도록 된 것으로, 가이드드럼(310)과 동일한 직경을 갖는 원반형으로 되어 가이드드럼(310)의 일측 단부 외측에 미세한 간격을 두고 설치된다. 노칭지그(320)는 지그베이스(200)에 고정되게 설치되며, 노칭지그(320)의 중심부에는 가이드드럼(310)을 회전시키기 위한 회전축(350)이 관통하는 축삽입공(322)이 개방되게 형성되며, 상기 축삽입공(322)에는 회전축(350)을 노칭지그(320)에 대해 회전 가능하게 지지하는 베어링(324)이 설치된다.
노칭지그(320)의 외면에는 레이저 조사기(100)에서 방출된 레이저가 통과하는 탭가공홀(321)이 외측으로 개방되게 형성되어 있다. 노칭지그(320)의 탭가공홀(321)은 반경방향 내측으로 일정 깊이로 형성되며, 노칭지그(320)의 외측에는 상기 탭가공홀(321)과 연통되어 레이저 노칭 공정 중 발생하는 흄과 이물질을 탭가공홀(321) 내측 공간으로 흡입하여 제거하는 흄석션유닛이 설치된다.
흄석션유닛은, 일단부가 상기 노칭지그(320)의 측면에서 상기 탭가공홀(321)의 내측 공간과 연통되게 설치되어 흄 및 이물질을 흡입하는 흡입관(610)과, 상기 흡입관(610)의 다른 일단에 연결되어 흡입관(610)을 통해 흡입력을 발생시키는 석션펌프(미도시)를 포함한다. 따라서 석션펌프(미도시)가 작동하여 흡입관(610)을 통해 탭가공홀(321) 내측에 흡입력이 전달되면, 레이저 노칭 과정 중 탭가공홀(321) 부위에서 발생하는 흄(fume) 등의 이물질이 탭가공홀(321) 내측으로 흡입된 후 흡입관(610) 및 석션펌프(미도시)을 통해 제거될 수 있다. 이 때 탭가공홀(321) 내측에 음압(陰壓)이 작용함에 따라 전극(E)의 가장자리의 잘려진 부분이 탭가공홀(321) 내측으로 밀려들어가는 현상이 발생할 수 있으며, 이 경우 전극(E)의 가장자리의 위치가 변하여 정확한 레이저 노칭 가공이 진행되지 않아 가공 불량이 발생할 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위하여 탭가공홀(321)의 일측에 탭가공홀(321)의 외측으로 소정의 압력으로 공기를 분사함으로써 전극(E)이 탭가공홀(321) 내측으로 밀려들어오지 않고 노칭지그(320)의 외면과 동일면을 유지하도록 하는 에어분사유닛이 구성된다.
이 실시예에서 상기 에어분사유닛은 탭가공홀(321)의 상단부에 탭가공홀(321) 내측으로 연통되게 설치되어 탭가공홀(321)의 하단부 외측으로 비스듬하게 공기를 분사하는 에어노즐(710)과, 상기 노칭지그(320)의 측면에서 상기 에어노즐(710)과 연통되어 에어노즐(710)으로 공기를 공급하는 에어공급관(720)과, 상기 에어공급관(720)을 통해 일정한 압력으로 공기를 펌핑하는 에어펌프(730)를 포함할 수 있다.
스크랩포집유닛(500)은 전극(E)의 일측 가장자리 부분에서 레이저 노칭 가공 시 발생하는 분진 및/또는 스크랩 등의 이물질을 포집하는 것으로, 도 5를 참조하면, 스크랩포집유닛(500)은, 상부가 상기 노칭지그(320)의 외면에 각각 인접하게 설치되는 2개의 측면판(511)과, 상기 측면판(511)의 후방에 배치되면서 측면판(511)과 함께 공간을 구획하는 후면판(512)을 포함하는 포집가이드박스(510)와; 상기 포집가이드박스(510)의 하단부에 배치되어 포집가이드박스(510) 내부에서 하측으로 낙하하는 분진 및 스크랩을 흡입하여 포집하는 스크랩흡입기(530)를 포함한다.
상술한 것과 같은 레이저 노칭 장치는 다음과 같이 작동한다.
가공 대상 전극(E)은 공정 방향 상류측에 구성된 로더부의 샤프트에 롤 형태로 권취되어 있다가 전극 이송장치에 의해 풀려져 나오면서 장력을 유지하며 일정한 속도와 피치로 이동하여, 지그유닛(300)의 외면에 밀착되면서 상측에서 하측으로 통과하게 된다.
이 때 전극(E)의 일측 가장자리 부분은 노칭지그(320)의 외면에 밀착되고, 나머지 부분은 회동유닛에 의해 회전하는 가이드드럼(310)의 외면에 밀착되면서 안내된다.
레이저 조사기(100)는 노칭지그(320)의 탭가공홀(321)과 대응하는 위치로 레이저를 조사하여 전극(E)의 일측 가장자리 부분을 절단하는 노칭 가공을 수행하여 전극(E)의 일측 가장자리에 리드탭(L)을 형성한다.
이와 같이 레이저에 의해 전극(E)의 일측 가장자리 부분이 절단되는 과정에서 탭가공홀(321) 부분에서 발생하는 흄과 분진은 흄석션유닛의 흡입관(610)을 통해서 전달되는 음압에 의해 탭가공홀(321) 내측 공간으로 흡입된 후 흡입관(610) 및 석션펌프(미도시)를 통해 외부로 배출되어 제거된다.
이와 동시에 에어펌프(730)가 작동하여 탭가공홀(321) 상단의 에어노즐(710)을 통해서 소정의 압력으로 공기가 분사되어 전극(E)의 가장자리 부분이 탭가공홀(321) 내측으로 밀려들어오지 않고 노칭지그(320)의 면과 대체로 동일면 상에서 유지된다. 이 때 레이저 조사기(100)를 통해 조사되는 레이저는 탭가공홀(321)의 전체 영역이 아닌 일부분, 특히 에어노즐(710)과 인접한 탭가공홀(321)의 상부 영역에만 국한적으로 조사되면서 전극(E)을 절단함으로써 정확한 절단 패턴을 유지할 수 있다.
또한 레이저에 의해 전극(E)의 양측 가장자리 부분이 잘려져 발생한 스크랩과 이물질은 하측으로 낙하하여 스크랩포집유닛(500)의 포집가이드박스(510)를 통해 스크랩흡입기(530)로 흡입되어 제거된다.
레이저 조사기(100)에 의한 노칭 공정이 완료되어 일측 가장자리 부분에 리드탭(L)이 배열된 전극(E)은 공정 방향 하류측에 구성된 오프로더(미도시)의 샤프트에 권취되어 회수된다.
전술한 것과 같이 전극(E)의 일측 가장자리 부분에 레이저를 조사하여 리드탭(L)을 가공할 때, 탭가공홀(321) 일측의 에어노즐(710)을 통해서 소정의 압력으로 공기가 분사되어 전극(E)의 가장자리 부분이 탭가공홀(321) 내측에서 형성되는 음압에 의해 탭가공홀(321) 내측으로 밀려들어오지 않게 되므로, 노칭 공정 시 정확한 절단 패턴을 유지할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
E : 전극 100 : 레이저 조사기
200 : 지그베이스 300 : 지그유닛
310 : 가이드드럼 320 : 노칭지그
321 : 탭가공홀 322 : 축삽입공
324 : 베어링 350 : 회전축
400 : 구동모터 500 : 스크랩포집유닛
510 : 포집가이드박스 511 : 측면판
512 : 후면판 530 : 스크랩흡입기
610 : 흡입관 710 : 에어노즐
720 : 에어공급관 730 : 에어펌프

Claims (7)

  1. 전극의 가장자리 부분을 일정한 형태로 절단하기 위한 레이저를 조사하는 레이저 조사기;
    상기 레이저 조사기의 일측에 고정되게 설치되는 지그베이스;
    상기 지그베이스에 설치되며, 원통형으로 되어 외면에 전극이 밀착되면서 안내되고, 일측부 외면에 전극의 가장자리 부분을 절단하는 레이저가 통과하는 탭가공홀이 형성되어 있는 지그유닛;
    상기 지그유닛의 일측에 상기 탭가공홀과 연통되게 설치되어 레이저로 전극을 절단하는 과정에서 발생하는 흄과 이물질을 탭가공홀 내측 공간으로 흡입하는 흄석션유닛; 및,
    레이저로 전극을 절단하는 과정에서 상기 탭가공홀의 일측에서 다른 일측을 향해 공기를 분사하여 전극의 절단된 부분이 탭가공홀의 내측으로 밀려들어가지 않고 외측에 위치하도록 유지하는 에어분사유닛;
    을 포함하고,
    상기 지그유닛은, 외면에 상기 전극이 밀착되면서 감겨져 안내되며 중심에 결합된 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 된 가이드드럼과, 상기 가이드드럼과 동일한 직경을 갖는 원반형으로 되어 가이드드럼의 일측 단부 외측에서 상기 지그베이스에 고정되게 설치되며 상기 탭가공홀이 반경방향 외측으로 개방되게 형성되어 있는 노칭지그를 포함하며,
    상기 에어분사유닛은, 상기 탭가공홀의 상단부에 탭가공홀 내측으로 연통되게 설치되어 탭가공홀의 하단부 쪽으로 공기를 분사하는 에어노즐과, 상기 노칭지그의 측면에서 상기 에어노즐과 연통되어 에어노즐으로 공기를 공급하는 에어공급관과, 상기 에어공급관을 통해 일정한 압력으로 공기를 펌핑하는 에어펌프를 포함하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 흄석션유닛은, 일단부가 상기 노칭지그의 측면에서 상기 탭가공홀의 내측 공간과 연통되게 설치되어 흄 및 이물질을 흡입하는 흡입관과, 상기 흡입관의 다른 일단에 연결되어 흡입관을 통해 흡입력을 발생시키는 석션펌프를 포함하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저 조사기는 탭가공홀과 대응하는 영역 중 상기 에어노즐과 인접한 일부 영역에만 레이저를 조사하여 전극을 절단하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 노칭지그의 탭가공홀의 외측에 배치되어 전극의 가장자리 부분에서 잘려진 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 스크랩포집유닛을 더 포함하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 스크랩포집유닛은, 상기 노칭지그의 탭가공홀 전방에 서로 나란하게 설치되는 2개의 측면판과, 상기 측면판의 후방에 배치되는 후면판을 포함하는 포집가이드박스와; 상기 포집가이드박스의 하단부에 배치되어 포집가이드박스 내부에서 하측으로 낙하하는 분진 및 스크랩을 흡입하여 포집하는 스크랩흡입기를 포함하는 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치.
KR1020210068401A 2021-05-27 2021-05-27 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치 KR102497811B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210068401A KR102497811B1 (ko) 2021-05-27 2021-05-27 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치
PCT/KR2022/004236 WO2022250265A1 (ko) 2021-05-27 2022-03-25 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210068401A KR102497811B1 (ko) 2021-05-27 2021-05-27 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220160324A KR20220160324A (ko) 2022-12-06
KR102497811B1 true KR102497811B1 (ko) 2023-02-10

Family

ID=84230026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210068401A KR102497811B1 (ko) 2021-05-27 2021-05-27 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102497811B1 (ko)
WO (1) WO2022250265A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6022790B2 (ja) * 2011-03-30 2016-11-09 コーニング インコーポレイテッド ガラスリボン加工方法
KR102158708B1 (ko) * 2020-06-10 2020-09-22 주식회사 디에이테크놀로지 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101761973B1 (ko) * 2013-11-29 2017-07-26 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR101571390B1 (ko) 2014-06-09 2015-11-24 변영희 레이저를 이용한 연속 드릴링장치
KR101774262B1 (ko) 2015-03-11 2017-09-04 주식회사 엘지화학 치수 안정성이 향상된 전극 탭 가공 장치 및 이를 이용하여 전극 탭을 가공하는 방법
KR102182307B1 (ko) 2016-07-04 2020-11-24 주식회사 엘지화학 패턴 지그 및 스크랩 배출부를 포함하고 있는 전극 제조 장치
KR20180010803A (ko) * 2016-07-22 2018-01-31 에스케이이노베이션 주식회사 이차 전지용 노칭 장치
KR102270797B1 (ko) * 2019-05-21 2021-06-30 주식회사 디이엔티 전극 노칭 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6022790B2 (ja) * 2011-03-30 2016-11-09 コーニング インコーポレイテッド ガラスリボン加工方法
KR102158708B1 (ko) * 2020-06-10 2020-09-22 주식회사 디에이테크놀로지 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220160324A (ko) 2022-12-06
WO2022250265A1 (ko) 2022-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102158708B1 (ko) 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
KR102181983B1 (ko) 레이저 노칭 장치
KR101700113B1 (ko) 이차전지용 전극 가공장치
KR102430493B1 (ko) 이차전지 제조용 레이저 노칭 시스템
CN114074225A (zh) 电极的激光开槽系统
KR102270797B1 (ko) 전극 노칭 장치
KR102386160B1 (ko) 가공속도가 향상된 레이저 노칭장치
KR102252983B1 (ko) 레이저 노칭기의 스크랩 배출 컨베이어 및 스크랩 배출방법
KR102497811B1 (ko) 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치
TW201236066A (en) Protective material and ablation processing method
EP4060778A1 (en) Device for manufacturing electrode
CN212907120U (zh) 一种电子加速器辐照装置
KR20220130572A (ko) 전극 제조 장치
CN217859407U (zh) 极片模切装置
JP7402081B2 (ja) レーザ加工装置
KR20230094433A (ko) 스크랩의 회수가 가능한 레이저 노칭장치
CN215432049U (zh) 一种片体开槽装置及开槽设备
KR102093776B1 (ko) 자동차 시트 또는 의류 재단용 롤투롤 타입 종이 타공장치 및 이를 이용한 종이 가공방법
JP2004034170A (ja) シート材加工機
KR20230165641A (ko) 레이저 노칭 장치
CN219260536U (zh) 一种面料多余绒毛去除机构
CN219926121U (zh) 一种导光板薄膜除废料装置
KR102559154B1 (ko) 전극 노칭 장치
CN220316828U (zh) 膜材加工机构
WO2022107615A1 (ja) レーザー加工装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right