KR102513329B1 - 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 방법으로서, 스테이지를 제 1 전극이 안착되는 위치와 제 2 전극이 안착되는 위치로 왕복 이동시킴으로써, 상기 분리막이 인출되어 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 각각에 적층시, 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하는, 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 전극과 분리막의 적층체가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 함으로써, 곡률 경로에 의해 접혀지기 위하여 인출되는 분리막에 가해지는 외력의 급격한 변화를 최소화하여 분리막이 접히는 과정에서 불규칙한 변형을 최소화할 수 있고, 이로 인해, 분리막 사이에 전극이 정확하게 위치하도록 하여 2차전지의 품질 향상에 크게 기여할 수 있으며, 직선 경로에 의해 신속한 적층 위치로의 복귀가 가능하도록 하고, 이로 인해, 전극과 분리막의 적층이 고속으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.

Description

곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 장치{Electrode and separator lamination method and lamination device for secondary battery using curved and straight paths}
본 발명은 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 분리막의 적층체가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동함으로써, 곡률 경로에 의해 접혀지기 위하여 인출되는 분리막에 가해지는 외력의 급격한 변화를 최소화하면서, 직선 경로에 의해 신속한 적층 위치로의 복귀가 가능하도록 하고, 이로 인해 분리막이 접히는 과정에서 불규칙한 변형을 최소화하여, 분리막 사이에 전극이 정확하게 위치하도록 할 뿐만 아니라, 전극과 분리막의 적층이 고속으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시키는 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 2차전지는 재충전이 가능하고, 대용량화가 가능한 것으로 대표적인 것으로 니켈카드뮴, 니켈수소 및 리튬이온전지 등이 있다.
이러한 2차전지는 양극/분리막/음극 구조의 충방전이 가능한 전극조립체를 전지케이스에 장착한 구조로 이루어져 있으며, 양극 및 음극의 전극은 금속 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질 등을 도포하고, 건조 및 압연함으로써 제조된다. 또한 분리막은 2차전지의 수명을 결정짓는 중요한 요소 중 하나로서, 양극과 음극을 전기적으로 절연시키는 역할을 하며, 분리막으로 사용되기 위해서는 전해액 통과가 원활하게 일어나는 등 이온 투과성이 높고, 기계적 강도가 우수하며, 전해액에 대해 높은 안정성을 가진다.
이와 같이, 2차전지의 적층구조와 관련되는 종래 기술로서, 한국공개특허 제10-2008-0043331호의 "서로의 위에 교대로 적층되고 고정된 리튬 전지용 분리막 및 전극의 적층물"에 대한 것으로서, 적층물이 상기 적층물의 적어도 한 면 및/또는 모서리 위에, 적층물 중 전극과 분리막을 서로에 대하여 접착제 접착시키는 유기 접착제를 포함하는 적어도 하나의 접착제를 갖는다.
이와 같은 종래 기술을 비롯한 기존의 2차전지 제조를 위하여, 전극과 분리막을 상호 교대로 적층시, 정확한 위치에의 적층에 의한 적층 품질 향상과 함께, 생산성 향상을 위하여, 신속한 적층 동작을 구현하도록 하는 적층 장치의 개발이 필요하게 되었다.
이러한 필요성에 따라, 적층 장치에 의해 전극과 분리막을 적층시, 이들 적층체를 단순히 2차원적인 동작으로서 좌우로만 왕복 운동시킬 경우, 접혀지기 위해 인출되는 분리막에 가해지는 외력이 급변하여, 분리막이 일정하게 인출되는데 방해를 줄 뿐만 아니라, 분리막에 주름이나 불균일한 인장력이 작용하게 됨으로써, 분리막 사이의 전극 위치가 일정하지 못하게 되고, 이로 인해 2차전지의 품질을 현저하게 저하시키는 또 다른 문제점을 유발하게 된다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전극과 분리막의 적층체가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 함으로써, 곡률 경로에 의해 접혀지기 위하여 인출되는 분리막에 가해지는 외력의 급격한 변화를 최소화하여 분리막이 접히는 과정에서 불규칙한 변형을 최소화하고, 이로 인해, 분리막 사이에 전극이 정확하게 위치하도록 하여 2차전지의 품질 향상에 크게 기여하며, 직선 경로에 의해 신속한 적층 위치로의 복귀가 가능하도록 하고, 이로 인해, 전극과 분리막의 적층이 고속으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시키는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 방법으로서, 스테이지를 제 1 전극이 안착되는 위치와 제 2 전극이 안착되는 위치로 왕복 이동시킴으로써, 상기 분리막이 인출되어 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 각각에 적층시, 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법이 제공된다.
상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하는 것은, 상기 스테이지가 수평이동과 수직이동을 동시에 수행함으로써 이루어질 수 있다.
상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하는 것은, 상기 스테이지가 상측을 중심으로 하는 곡률을 가진 곡선을 따라 하강한 다음, 상향 경사진 직선을 따라 상승하도록 할 수 있다.
상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하는 것은, 상기 스테이지가 최상단인 위치에서 상기 분리막이 수직을 이루는 위치까지 상기 곡선을 따라 하강한 이후, 상기 직선을 따라 상승하도록 할 수 있다.
제 1 포지션에 위치하는 스테이지의 상단에 위치하는 분리막 상에 제 1 전극을 적층시키는 제 1 단계; 상기 제 1 전극 상의 일측을 제 1 그립퍼로 그립한 상태에서 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 제 2 포지션에 위치하도록 하여, 인출되는 분리막이 상기 제 1 전극 상에 적층되도록 하는 제 2 단계; 상기 제 2 포지션에 위치하는 스테이지의 상단에 위치하는 분리막 상에 제 2 전극을 적층시키는 제 3 단계; 및 상기 제 2 전극 상의 일측을 제 2 그립퍼로 그립한 상태에서 상기 스테이지가 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 제 1 포지션에 위치하도록 하여, 인출되는 분리막이 상기 제 2 전극 상에 적층되도록 하는 제 4 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 단계로부터 상기 제 4 단계까지 반복적으로 수행함으로써, 지그재그로 포개지는 상기 분리막 사이마다 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써, 상기 분리막, 상기 제 1 전극, 상기 분리막 및 상기 제 2 전극 순으로 반복적으로 적층되도록 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일측면에 따른 전극 및 분리막 적층 방법에 사용되는 장치로서, 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재되도록 안착되는 스테이지가 마련되고, 상기 스테이지 상의 제 1 및 제 2 전극을 그립퍼에 의해 그립핑되도록 하며, 상기 스테이지를 이송부에 의해 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동시키는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치가 제공된다.
상기 이송부는, 상기 스테이지를 수평이송부에 의한 수평이동과 두께보상승강부에 의한 수직이동을 동시에 수행함으로써, 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일측면에 따른 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법에 의해, 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 장치로서, 수평이송부에 의해 수평방향으로 왕복 이송되는 가동본체에 전후로 배치되는 제 1 및 제 2 승강유닛이 각각 승강하도록 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 사이에 위치함과 아울러 상단에 스테이지가 마련되는 스테이지본체가 상기 가동본체에 승강하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 각각에 한 쌍씩 각각 마련되는 제 1 및 제 2 그립퍼 각각의 간격이 제 1 및 제 2 그립퍼이송부에 의해 조절됨으로써, 상기 스테이지에 적층되는 제 1 및 제 2 전극 각각이 상기 제 1 및 제 2 그립퍼에 의해 각각 그립핑되도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛이 승강구동부에 의해 승강함과 아울러, 상기 스테이지본체가 두께보상승강부에 의해 승강함으로써, 상기 가동본체가 수평방향으로 왕복 이송시, 상기 제 1 및 제 2 그립퍼와 함께 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하며, 상기 스테이지의 높이가 상기 두께보상승강부에 의해 상기 제 1 및 제 2 전극과 상기 분리막의 적층 두께에 따라 보상되도록 하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명의 일측면에 따른 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법에 의해, 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 장치로서, 가동본체; 상기 가동본체를 수평방향으로 왕복 이송시키는 수평이송부; 상기 가동본체에 상기 수평방향을 기준으로 전후로 각각 배치되어 승강 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 승강유닛; 상기 제 1 승강유닛에 양측으로 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제 1 그립퍼; 상기 제 2 승강유닛에 양측으로 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제 2 그립퍼; 상기 제 1 그립퍼 간의 간격을 조절하도록 상기 제 1 그립퍼 각각을 수평으로 이송시키는 제 1 그립퍼이송부; 상기 제 2 그립퍼 간의 간격을 조절하도록 상기 제 2 그립퍼 각각을 수평으로 이송시키는 제 2 그립퍼이송부; 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 사이에 위치하여 상기 가동본체로부터 승강 가능하게 설치되고, 상단에 마련되는 스테이지 상의 제 1 또는 제 2 전극이 상기 제 1 또는 상기 제 2 그립퍼에 의해 그립핑되도록 하는 스테이지본체; 상기 제 1 및 제 2 승강유닛이 상기 가동본체로부터 승강되도록 하는 승강구동부; 및 상기 스테이지 상의 제 1 및 제 2 전극과 분리막의 적층체 두께에 따른 상기 스테이지의 높이를 보상하면서 상기 스테이지본체를 승강시키는 두께보상승강부;를 포함하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치가 제공된다.
상기 제 1 승강유닛은, 상기 가동본체의 상단에 수평되게 위치하는 제 1 그립퍼설치부재; 상기 제 1 그립퍼설치부재로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 1 가이드; 상기 제 1 가이드에 각각 고정되고, 상기 가동본체의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이더; 및 상기 제 1 그립퍼설치부재로부터 하방으로 연장되어 상기 승강구동부에 의해 연결되는 제 1 지지부;를 포함하고, 상기 제 2 승강유닛은, 상기 가동본체의 상단에 수평되게 위치하는 제 2 그립퍼설치부재; 상기 제 2 그립퍼설치부재로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 2 가이드; 상기 제 2 가이드에 각각 고정되고, 상기 가동본체의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이더; 및 상기 제 2 그립퍼설치부재로부터 하방으로 연장되어 상기 승강구동부에 의해 연결되는 제 2 지지부;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 그립퍼이송부는, 상기 제 1 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 1 그립퍼레일; 상기 제 1 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 2 리드스크루; 상기 제 2 리드스크루에 나사 결합되는 제 2 볼스크루; 상기 제 2 볼스크루에 고정되어 상기 제 1 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 1 그립퍼가 고정되는 제 2 슬라이더; 및 상기 제 2 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 2 리드스크루에 제 2 감속기를 통해 연결되는 제 2 이송모터;를 포함하고, 상기 제 2 그립퍼이송부는, 상기 제 2 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 2 그립퍼레일; 상기 제 2 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 3 리드스크루; 상기 제 3 리드스크루에 나사 결합되는 제 3 볼스크루; 상기 제 3 볼스크루에 고정되어 상기 제 2 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 2 그립퍼가 고정되는 제 3 슬라이더; 및 상기 제 3 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 3 리드스크루에 제 3 감속기를 통해 연결되는 제 3 이송모터;를 포함할 수 있다.
상기 제 1 그립퍼이송부는, 상기 제 1 그립퍼레일, 상기 제 2 리드스크루, 상기 제 2 볼스크루 및 상기 제 2 슬라이더 각각이 제 1 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 2 이송모터가 T자로 분기되는 제 2 감속기를 통해서 상기 제 2 리드스크루에 각각 회전력을 전달하고, 상기 제 2 그립퍼이송부는, 상기 제 2 그립퍼레일, 상기 제 3 리드스크루, 상기 제 3 볼스크루 및 상기 제 3 슬라이더 각각이 제 2 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 3 이송모터가 T자로 분기되는 제 3 감속기를 통해서 상기 제 3 리드스크루에 각각 회전력을 전달할 수 있다.
상기 승강구동부는 상기 가동본체에 설치되는 승강모터; 상기 승강모터의 회전축에 고정되는 구동타이밍풀리; 상기 구동타이밍풀리에 타이밍벨트로 연결되는 종동타이밍풀리; 상기 종동타이밍풀리의 중심부에 고정되는 제 4 볼스크루; 및 상기 제 4 볼스크루에 나사 결합되어 상기 제 1 또는 제 2 승강유닛에 회전 가능하게 결합되는 제 4 리드스크루;를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 각각에 대응되도록 한 쌍으로 이루어져서 상기 제 1 및 제 2 승강유닛을 개별적으로 승강시킬 수 있도록 한다.
상기 두께보상승강부는, 상기 가동본체에 설치되는 보상모터; 상기 보상모터의 회전축에 연결되는 제 5 리드스크루; 및 상기 제 5 리드스크루에 나사 결합되고, 상기 스테이지본체에 고정되는 제 5 볼스크루;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치에 의하면, 전극과 분리막의 적층체가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 함으로써, 곡률 경로에 의해 접혀지기 위하여 인출되는 분리막에 가해지는 외력의 급격한 변화를 최소화하여 분리막이 접히는 과정에서 불규칙한 변형을 최소화할 수 있고, 이로 인해, 분리막 사이에 전극이 정확하게 위치하도록 하여 2차전지의 품질 향상에 크게 기여할 수 있으며, 직선 경로에 의해 신속한 적층 위치로의 복귀가 가능하도록 하고, 이로 인해, 전극과 분리막의 적층이 고속으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시키는 효과를 가진다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법을 설명하기 위한 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법에서 곡선과 직선 경로 형성을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 배면 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 평면도이고,
도 7은 도 6의 A-A선에 따른 주요 부분의 단면을 도시한 사시도이고,
도 8은 도 6의 B-B선에 따른 주요 부분의 단면을 도시한 사시도이고,
도 9는 도 6의 C-C선에 따른 주요 부분의 단면을 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치의 내부를 부분적으로 개방하여 도시한 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법(100)은 인출되면서 포개지는 분리막(3) 사이에 제 1 및 제 2 전극(1,2)이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 방법으로서, 스테이지(191)를 제 1 전극(1)이 안착되는 위치와 제 2 전극(2)이 안착되는 위치로 왕복 이동시킴으로써, 분리막(3)이 인출되어 제 1 전극(1)과 제 2 전극(2) 각각에 적층시, 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 한다. 여기서, 제 1 및 제 2 전극(1,2)은 어느 하나가 양극이고, 다른 하나가 음극으로서 사용될 수 있다. 또한 제 1 및 제 2 전극(1,2)은 금속 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질 등을 도포하고, 건조 및 압연함으로써 제조될 수 있으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니다. 분리막(3)은 양극과 음극을 전기적으로 절연시키고, 전해액 통과가 원활하게 일어나는 등 이온 투과성이 높고, 기계적 강도가 우수하며, 전해액에 대해 높은 안정성을 가질 수 있다.
스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하는 것은, 일례로 본 실시례에서처럼 스테이지(191)가 후술하게 될 수평이송부(120)에 의한 수평이동과 두께보상승강부(220)에 의한 수직이동을 동시에 수행함으로써 이루어지도록 할 수 있다. 즉, 스테이지(191)는 도 3에서와 같이, 수평이송부(120)에 의해 Vx의 속도로 이동하게 되고, 두께보상승강부(220)에 의해 Vy의 속도로 이동하게 되는데, 이들 속도의 벡터합에 의해 곡선 경로 또는 직선 경로를 이루도록 제어될 수 있다. 이를 위해 Vx를 일정하게 한 상태에서 Vy를 증감시키거나, Vy를 일정하게 한 상태에서 Vx를 증감시키거나, Vx와 Vy를 증감시킴으로써 스테이지(191)의 경로가 하방으로 곡선을 가지도록 할 수 있다. 또한 Vx와 Vy를 일정하여 스테이지(191)의 경로가 상향 경사진 직선 경로를 가지도록 할 수 있다. 이때, Vx와 Vy의 크기에 따라 그 경로의 기울기를 조절할 수 있다.
스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하는 것은 스테이지(191)가 상측을 중심으로 하는 곡률을 가진 곡선을 따라 하강한 다음, 상향 경사진 직선을 따라 상승하도록 할 수 있다. 여기서, 곡선의 곡률(r; 도 1 및 도 2 참조)은 예컨대 스테이지(191)의 상측에서 분리막가이드(10) 사이에 위치하는 특정 위치(O; 도 1 및 도 2 참조)로부터 반경을 의미할 수 있는데, 이는 본 실시례에서처럼 곡선 모두에 대해서 일정한 곡률(r)을 가지도록 구성될 수 있고, 이에 한하지 않고, 증가 또는 감소하는 곡률을 가지도록 구성될 수도 있다.
스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하는 것은 스테이지(191)가 최상단인 위치에서 분리막(3)이 수직을 이루는 위치까지 상기의 곡선을 따라 하강한 이후, 상기의 직선을 따라 상승하도록 할 수 있다. 이는 분리막(3)이 외력의 급격한 변화를 최소화하는 범위 내에서 곡선 경로를 이동한 후, 최대한 스테이지(191)가 직선 경로를 통해 신속하게 복귀하도록 할 수 있다. 또한 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하는 것은 수평이송부(120) 및 두께보상승강부(220)에 의해하지 않고서, 다른 예로서, 구동력을 제공받은 스테이지(191)가 곡률과 직선의 경로를 가진 홈이나 레일 등과 같이 이동 경로를 가이드하는 부재에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법을 구체적으로 설명하면, 먼저, 제 1 포지션에 위치하는 스테이지(191)의 상단에 위치하는 분리막(3) 상에 제 1 전극(1)을 적층시키는 제 1 단계(도 1의 I 참조)와, 제 1 전극(1) 상의 일측을 제 1 그립퍼(150)로 그립한 상태에서 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 제 2 포지션에 위치하도록 하여, 인출되는 분리막(3)이 제 1 전극(1) 상에 적층되도록 하는 제 2 단계(도 1의 II 및 III 참조)와, 제 2 포지션에 위치하는 스테이지(191)의 상단에 위치하는 분리막(3) 상에 제 2 전극(2)을 적층시키는 제 3 단계(도 2의 IV 참조)와, 제 2 전극(2) 상의 일측을 제 2 그립퍼(160)로 그립한 상태에서 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 제 1 포지션에 위치하도록 하여, 인출되는 분리막(3)이 제 2 전극(2) 상에 적층되도록 하는 제 4 단계(도 2의 V 및 VI 참조)를 포함할 수 있고, 이러한 제 1 단계부터 제 4 단계(I~VI)까지 반복적으로 수행함으로써, 지그재그로 포개지는 분리막(3) 사이마다 제 1 및 제 2 전극(1,2)이 교대로 개재됨으로써, 분리막(3), 제 1 전극(1), 분리막(3) 및 제 2 전극(2) 순으로 반복적으로 적층되도록 할 수 있다. 여기서, 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로는 앞서 설명한 스테이지(191)의 수평이동과 수직이동의 동시 수행, 스테이지(191)가 상측으로 중심으로 하는 곡률을 가진 곡선을 따라 하강한 다음 상항 경사진 직선을 따라 상승, 스테이지(191)가 최상단에 위치에서 분리막이 수직을 이루는 위치까지 곡선을 따라 하강한 이후, 직선을 따라 상승하는 예시들이 모두 적용될 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2 전극(1,2)은 일정 위치에 각각 다수로 적층된 상태에서 진공 흡착 방식의 그립퍼 또는 물리적인 그립 방식의 그립퍼 등에 의해 분리막(3)에의 적층 위치로 이송되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법은 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치(100; 도 4 참조)에 의해 수행될 수 있는데, 이러한 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치(100)에 의해 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 배면 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치를 도시한 평면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치(100)는 포개지는 분리막(3) 사이에 제 1 및 제 2 전극(1,2)이 교대로 개재되도록 안착되는 스테이지(191)가 마련되고, 스테이지(191) 상의 제 1 및 제 2 전극(1,2)을 그립퍼(150,160)에 의해 그립핑되도록 하며, 스테이지(191)를 이송부에 의해 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동시킨다. 여기서, 이송부는 스테이지(191)를 수평이송부(120)에 의한 수평이동과 두께보상승강부(220)에 의한 수직이동을 동시에 수행함으로써, 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치(100)는 가동본체(110), 수평이송부(120), 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140), 제 1 및 제 2 그립퍼(150,160), 제 1 및 제 2 그립퍼이송부(170,180), 스테이지본체(190; 도 8 참조), 승강구동부(210; 도 9 참조) 및 두께보상승강부(220; 도 8 참조)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 장치(100)는, 수평이송부(120)에 의해 수평방향으로 왕복 이송되는 가동본체(110)에 전후로 배치되는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)이 각각 승강하도록 설치되고, 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140) 사이에 위치함과 아울러 상단에 스테이지(191)가 마련되는 스테이지본체(190; 도 8 참조)가 가동본체(110)에 승강하도록 설치되며, 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140) 각각에 한 쌍씩 각각 마련되는 제 1 및 제 2 그립퍼(150,160) 각각의 간격이 제 1 및 제 2 그립퍼이송부(170,180)에 의해 조절됨으로써, 스테이지(191)에 적층되는 제 1 및 제 2 전극(1,2) 각각이 제 1 및 제 2 그립퍼(150,160)에 의해 각각 그립핑되도록 하고, 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)이 승강구동부(210; 도 9 참조)에 의해 승강함과 아울러, 스테이지본체(190)가 두께보상승강부(220; 도 8 참조)에 의해 승강함으로써, 가동본체(110)가 수평방향으로 왕복 이송시, 제 1 및 제 2 그립퍼(150,160)와 함께 스테이지(191)가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하며, 스테이지(191)의 높이가 두께보상승강부(220)에 의해 제 1 및 제 2 전극(1,2)과 분리막(3)의 적층 두께에 따라 보상되도록 한다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 가동본체(110)는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)의 승강을 가이드하기 위한 제 1 가이드레일(111)과 스테이지본체(190)의 승강을 가이드하기 위한 제 2 가이드레일(112)이 각각 수직되게 마련될 수 있다. 예컨대, 제 1 가이드레일(111)은 가동본체(110)의 외측면의 양쪽 측부마다 2개씩 마련됨으로써, 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140) 각각의 양측을 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있다. 또한 제 2 가이드레일(112)은 가동본체(110)의 내측에서 양측에 각각 수직되게 마련될 수 있으며, 이로 인해 가동본체(110)의 내측에 스테이지본체(190)가 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치될 수 있다.
수평이송부(120)는 가동본체(110)를 수평방향으로 왕복 이송시키도록 하는데, 일례로 양측에 각각 마련될 수 있다. 수평이송부(120)는 예컨대 본 실시례에서처럼, 설치면에 수평이송레일(121)이 수평되게 고정되고, 수평이송레일(121)에 나란하도록 제 1 리드스크루(123)가 고정부(122)에 의해 회전 가능하게 설치되며, 제 1 리드스크루(123)에 제 1 볼스크루(124)가 나사 결합되고, 제 1 볼스크루(124)에 제 1 슬라이더(125)가 고정되며, 제 1 슬라이더(125)가 가동본체(110)에 연결되면서 수평이송레일(121)에 슬라이딩 가능하도록 결합되며, 제 1 이송모터(127)가 제 1 감속기(126)에 의해 제 1 리드스크루(123)에 연결된다. 따라서, 제 1 이송모터(127)의 구동에 의해 제 1 볼스크루(124) 및 제 1 슬라이더(125)와 함께 가동본체(110)가 수평 이동하도록 한다.
제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)은 가동본체(110)에 수평방향을 기준으로 전후로 각각 배치되어 승강 가능하게 설치된다.
제 1 승강유닛(130)은 가동본체(110)의 상단에 수평되게 위치하는 제 1 그립퍼설치부재(131)와, 제 1 그립퍼설치부재(131)로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 1 가이드(132)와, 제 1 가이드(132)에 각각 고정되고, 가동본체(110)의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일(111)에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이더(133)와, 제 1 그립퍼설치부재(131)로부터 하방으로 연장되어 승강구동부(210)에 의해 연결되는 제 1 지지부(134)를 포함할 수 있다.
제 2 승강유닛(140)은 가동본체(110)의 상단에 수평되게 위치하는 제 2 그립퍼설치부재(141)와, 제 2 그립퍼설치부재(141)로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 2 가이드(미도시)와, 제 2 가이드에 각각 고정되고, 가동본체(110)의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일(111)에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이더(미도시)와, 제 2 그립퍼설치부재(141)로부터 하방으로 연장되어 승강구동부(210)에 의해 연결되는 제 2 지지부(144)를 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 승강유닛(140)은 제 1 승강유닛(130)에 나란하도록 설치되며, 제 1 승강유닛(130)의 구체적인 구성과 동일한 구성을 가질 수 있다.
제 1 그립퍼(150)는 제 1 승강유닛(140)에 양측으로 대향되도록 배치되도록 한 쌍으로 이루어진다. 제 1 그립퍼(150)는 제 1 전극(1)을 하방으로 누르도록 접촉을 위한 저면을 형성하는 바(bar) 형태로 이루어질 수 있다.
제 2 그립퍼(160)는 제 2 승강유닛(140)에 양측으로 대향되도록 배치되도록 한 쌍으로 이루어진다. 제 2 그립퍼(160)는 제 2 전극(2)을 하방으로 누르도록 접촉을 위한 저면을 형성하는 바(bar) 형태로 이루어질 수 있다.
도 4, 도 5, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제 1 그립퍼이송부(170)는 제 1 그립퍼(150)의 간격을 조절하도록 제 1 그립퍼(150) 각각을 수평으로 이송시킨다. 즉 제 1 그립퍼이송부(170)는 한 쌍의 제 1 그립퍼(150)를 서로 반대방향으로 수평 이동시킴으로써, 제 1 그립퍼(150) 간의 간격을 조절하도록 한다.
제 2 그립퍼이송부(180)는 제 2 그립퍼(160)의 간격을 조절하도록 제 2 그립퍼(160) 각각을 수평으로 이송시킨다. 즉 제 2 그립퍼이송부(180)는 한 쌍의 제 2 그립퍼(160)를 서로 반대방향으로 수평 이동시킴으로써, 제 2 그립퍼(160) 간의 간격을 조절하도록 한다.
제 1 그립퍼이송부(170)는 제 1 승강유닛(130)의 상단에 수평되게 설치되는 제 1 그립퍼레일(171)과, 제 1 그립퍼레일(171)에 나란하도록 고정부(172)에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 2 리드스크루(173)와, 제 2 리드스크루(173)에 나사 결합되는 제 2 볼스크루(174)와, 제 2 볼스크루(174)에 고정되어 제 1 그립퍼레일(171)을 따라 이동 가능하게 결합되고, 제 1 그립퍼(150)가 상단에 고정되는 제 2 슬라이더(175)와, 제 2 리드스크루(173)를 회전시키도록 제 2 리드스크루(173)에 제 2 감속기(176)를 통해 연결되는 제 2 이송모터(177)를 포함할 수 있다. 따라서, 제 2 이송모터(177)가 제 2 감속기(176)를 통해 제 2 리드스크루(173)를 회전시킴으로써, 제 2 볼스크루(174)가 제 2 슬라이더(175)와 함께 제 1 그립퍼(150)를 수평 이송시키도록 한다.
제 1 그립퍼이송부(170)는 제 1 그립퍼레일(171), 제 2 리드스크루(173), 제 2 볼스크루(174), 제 2 슬라이더(175) 각각이 제 1 그립퍼(150) 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 단일의 제 2 이송모터(177)가 T자로 분기되는 제 2 감속기(176)를 통해서 제 2 리드스크루(173)에 각각 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 제 2 감속기(176)에 의해, 단일의 제 2 이송모터(177) 회전력 분배에 의해, 구조의 단순화와 부품수의 감소뿐만 아니라 동작의 정확성 향상에 크게 기여할 수 있다.
제 2 그립퍼이송부(180)는 제 2 승강유닛(140)의 상단에 수평되게 설치되는 제 2 그립퍼레일(181)과, 제 2 그립퍼레일(181)에 나란하도록 고정부(182)에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 3 리드스크루(183)와, 제 3 리드스크루(183)에 나사 결합되는 제 3 볼스크루(184)와, 제 3 볼스크루(184)에 고정되어 제 2 그립퍼레일(181)을 따라 이동 가능하게 결합되고, 제 2 그립퍼(160)가 상단에 고정되는 제 3 슬라이더(185)와, 제 3 리드스크루(183)를 회전시키도록 제 3 리드스크루(183)에 제 3 감속기(186)를 통해 연결되는 제 3 이송모터(187)를 포함할 수 있다. 따라서, 제 3 이송모터(187)가 제 3 감속기(186)를 통해 제 3 리드스크루(183)를 회전시킴으로써, 제 3 볼스크루(184)가 제 3 슬라이더(185)와 함께 제 2 그립퍼(160)를 수평 이동시키도록 한다.
제 2 그립퍼이송부(180)는 제 2 그립퍼레일(181), 제 3 리드스크루(183), 제 3 볼스크루(184), 제 3 슬라이더(185) 각각이 제 2 그립퍼(160) 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어질 수 있고, 단일의 제 3 이송모터(187)가 T자로 분기되는 제 3 감속기(186)를 통해서 제 3 리드스크루(183)에 각각 회전력을 전달하도록 구성될 수 있다. 따라서, 이러한 제 3 감속기(186)에 의해 단일의 제 3 이송모터(187) 회전력 분배에 의해, 구조의 단순화와 부품수의 감소뿐만 아니라, 동작의 정확성 향상에 크게 기여할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 스테이지본체(190)는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140) 사이에 위치하여 가동본체(110)로부터 승강 가능하게 설치되고, 상단에 스테이지(191)가 마련됨으로써, 스테이지(191) 상의 제 1 또는 제 2 전극(1,2)이 제 1 또는 제 2 그립퍼(150,160)에 의해 각각 그립핑되도록 한다. 이러한 스테이지본체(190)는 그 양측에 각각 위치하는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)과는 별개로 승강하도록 구성된다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 승강구동부(210)는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)이 가동본체(110)로부터 승강되도록 한다. 승강구동부(210)는 예컨대 본 실시례에서처럼, 가동본체(110)에 설치되는 승강모터(211)와, 승강모터(211)의 회전축에 고정되는 구동타이밍풀리(212)와, 구동타이밍풀리(212)에 타이밍벨트(214)로 연결되는 종동타이밍풀리(213)와, 종동타이밍풀리(213)의 중심부에 고정되는 제 4 볼스크루(215)와, 제 4 볼스크루(215)에 나사 결합되어 제 1 또는 제 2 승강유닛(130,140)에 회전 가능하게 결합되는 제 4 리드스크루(216)를 포함할 수 있다. 승강모터(211)의 구동력을 구동타이밍풀리(212)와 타이밍벨트(214)를 통해서 종동타이밍풀리(213)에 전달함으로써, 제 4 볼스크루(215)를 회전시켜서, 제 4 리드스크루(216)가 제 1 승강유닛(130) 또는 제 2 승강유닛(140)과 함께 승강하도록 한다.
승강구동부(210)는 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140) 각각에 대응되도록 한 쌍으로 이루어져서 제 1 및 제 2 승강유닛(130,140)을 개별적으로 승강시킬 수 있도록 한다. 또한 제 1 또는 제 2 그립퍼(150,160)는 제 1 또는 제 2 전극(1,2)을 그립핑시, 단순히 수평 이동만을 수행할 경우 제 1 또는 제 2 전극(1,2)과의 충돌을 야기할 수 있으므로, 제 1 또는 제 2 전극(1,2)으로부터 일정 높이 상승한 다음, 수평 이동후 하강하여 제 1 또는 제 2 전극(1,2)을 각각 그립핑하도록 제 1 또는 제 2 승강유닛(130,140)과 함께 제 1 또는 제 2 그립퍼(150,160)가 승강하도록 제어될 수 있다. 이때, 승강구동부(210)는 제 1 또는 제 2 승강유닛(130,140)이 하강시 제 1 또는 제 2 그립퍼(150,160)가 제 1 또는 제 2 전극(1,2)을 각각 그립핑하는 동작을 수행하도록 구성될 수도 있다.
두께보상승강부(220)는 스테이지(191) 상의 제 1 및 제 2 전극(1,2)과 분리막(3)의 적층체 두께에 따른 스테이지(191)의 높이를 보상하면서 스테이지본체(190)를 승강시키도록 한다. 두께보상승강부(220)는 예컨대, 본 실시례에서처럼, 가동본체(110)에 설치되는 보상모터(221)와, 보상모터(221)의 회전축에 연결되는 제 5 리드스크루(222)와, 제 5 리드스크루(222)에 나사 결합되고, 스테이지본체(190)에 고정되는 제 5 볼스크루(223)를 포함할 수 있다. 따라서, 보상모터(221)의 구동에 의해 제 5 리드스크루(222)를 회전시킴으로써, 제 5 볼스크루(223)와 함께 스테이지본체(190)를 승강시키게 된다. 여기서, 보상모터(221)는 회전수에 따라 스테이지본체(190)의 승강 높이를 조절하되, 스테이지(191)의 왕복 이동 횟수에 따른 상기의 적층체 두께를 고려하여, 적층체의 최상단이 정해진 높이에 위치하도록 회전수가 가변되도록 구성될 수 있다. 이러한 보상모터(221)의 회전수 제어는 제어부(미도시)에 의해 수행되는데, 제어부는 미리 정해진 프로세스에 의하여, 적층체의 적층수 또는 적층 횟수 등에 따라, 보상모터(221)의 회전수를 제어하게 된다.
또한 제어부는 상기한 바와 같은 본 발명에서 요구하는 적층 동작의 수행을 위하여, 미리 정해진 바에 따라 제 1 내지 제 3 이송모터(127,177,187), 승강모터(211), 보상모터(221) 등의 회전수를 제어하는데, 이를 위해 제 1 내지 제 3 이송모터(127,177,187), 승강모터(211), 보상모터(221)는 회전수 제어가 가능한 서보 모터, 스텝 모터 또는 엔코더 모터 등이 사용될 수 있다. 또한 제어부가 정확한 위치 제어를 위하여, 위치 제어 대상의 감지를 위한 광센서, 접촉 센서 등이 사용될 수 있음은 물론이다.
이와 같은 본 발명에 따른 곡선과 직선 경로를 이용한 2차전지용 전극 및 분리막 적층 방법 및 적층 장치에 따르면, 전극과 분리막의 적층체가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 함으로써, 곡선 경로의 이점과 직선 경로의 이점을 동시에 가지도록 한다.
본 발명에 따르면, 곡률 경로에 의해 접혀지기 위하여 인출되는 분리막에 가해지는 외력의 급격한 변화를 최소화하여 분리막이 접히는 과정에서 불규칙한 변형을 최소화할 수 있고, 이로 인해, 분리막 사이에 전극이 정확하게 위치하도록 하여 2차전지의 품질 향상에 크게 기여할 수 있다.
본 발명에 따르면, 직선 경로에 의해 신속한 적층 위치로의 복귀가 가능하도록 하고, 이로 인해, 전극과 분리막의 적층이 고속으로 이루어지도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1,2 : 전극 3 : 분리막
10 : 분리막가이드 110 : 가동본체
111 : 제 1 가이드레일 112 : 제 2 가이드레일
120 : 수평이송부 121 : 수평이송레일
122 : 고정부 123 : 제 1 리드스크루
124 : 제 1 볼스크루 125 : 제 1 슬라이더
126 : 제 1 감속기 127 : 제 1 이송모터
130 : 제 1 승강유닛 131 : 제 1 그립퍼설치부재
132 : 제 1 가이드 133 : 제 1 슬라이더
134 : 제 1 지지부 140 : 제 2 승강유닛
141 : 제 2 그립퍼설치부재 144 : 제 2 지지부
150 : 제 1 그립퍼 160 : 제 2 그립퍼
170 : 제 1 그립퍼이송부 171 : 제 1 그립퍼레일
172 : 고정부 173 : 제 2 리드스크루
174 : 제 2 볼스크루 175 : 제 2 슬라이더
176 : 제 2 감속기 177 : 제 2 이송모터
180 : 제 2 그립퍼이송부 181 : 제 2 그립퍼레일
182 : 고정부 183 : 제 3 리드스크루
184 : 제 3 볼스크루 185 : 제 3 슬라이더
186 : 제 3 감속기 187 : 제 3 이송모터
190 : 스테이지본체 191 : 스테이지
192 : 제 3 슬라이더 210 : 승강구동부
211 : 승강모터 212 : 구동타이밍풀리
213 : 종동타이밍풀리 214 : 타이밍벨트
215 : 제 4 볼스크루 216 : 제 4 리드스크루
220 : 두께보상승강부 221 : 보상모터
222 : 제 5 리드스크루 223 : 제 5 볼스크루

Claims (15)

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  9. 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법에 의해, 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 장치로서,
    수평이송부에 의해 수평방향으로 왕복 이송되는 가동본체에 전후로 배치되는 제 1 및 제 2 승강유닛이 각각 승강하도록 설치되고, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 사이에 위치함과 아울러 상단에 스테이지가 마련되는 스테이지본체가 상기 가동본체에 승강하도록 설치되며, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛 각각에 한 쌍씩 각각 마련되는 제 1 및 제 2 그립퍼 각각의 간격이 제 1 및 제 2 그립퍼이송부에 의해 조절됨으로써, 상기 스테이지에 적층되는 제 1 및 제 2 전극 각각이 상기 제 1 및 제 2 그립퍼에 의해 각각 그립핑되도록 하고, 상기 제 1 및 제 2 승강유닛이 승강구동부에 의해 승강함과 아울러, 상기 스테이지본체가 두께보상승강부에 의해 승강함으로써, 상기 가동본체가 수평방향으로 왕복 이송시, 상기 제 1 및 제 2 그립퍼와 함께 상기 스테이지가 하방으로 볼록하되, 곡선과 직선으로 이루어지는 경로를 따라 이동하도록 하며, 상기 스테이지의 높이가 상기 두께보상승강부에 의해 상기 제 1 및 제 2 전극과 상기 분리막의 적층 두께에 따라 보상되도록 하고,
    상기 제 1 그립퍼이송부는,
    상기 제 1 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 1 그립퍼레일;
    상기 제 1 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 2 리드스크루;
    상기 제 2 리드스크루에 나사 결합되는 제 2 볼스크루;
    상기 제 2 볼스크루에 고정되어 상기 제 1 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 1 그립퍼가 고정되는 제 2 슬라이더; 및
    상기 제 2 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 2 리드스크루에 제 2 감속기를 통해 연결되는 제 2 이송모터;를 포함하고,
    상기 제 2 그립퍼이송부는,
    상기 제 2 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 2 그립퍼레일;
    상기 제 2 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 3 리드스크루;
    상기 제 3 리드스크루에 나사 결합되는 제 3 볼스크루;
    상기 제 3 볼스크루에 고정되어 상기 제 2 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 2 그립퍼가 고정되는 제 3 슬라이더; 및
    상기 제 3 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 3 리드스크루에 제 3 감속기를 통해 연결되는 제 3 이송모터;를 포함하고,
    상기 제 1 그립퍼이송부는,
    상기 제 1 그립퍼레일, 상기 제 2 리드스크루, 상기 제 2 볼스크루 및 상기 제 2 슬라이더 각각이 제 1 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 2 이송모터가 T자로 분기되는 제 2 감속기를 통해서 상기 제 2 리드스크루에 각각 회전력을 전달하고,
    상기 제 2 그립퍼이송부는,
    상기 제 2 그립퍼레일, 상기 제 3 리드스크루, 상기 제 3 볼스크루 및 상기 제 3 슬라이더 각각이 제 2 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 3 이송모터가 T자로 분기되는 제 3 감속기를 통해서 상기 제 3 리드스크루에 각각 회전력을 전달하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치.
  10. 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 방법에 의해, 인출되면서 포개지는 분리막 사이에 제 1 및 제 2 전극이 교대로 개재됨으로써 적층되도록 하는 장치로서,
    가동본체;
    상기 가동본체를 수평방향으로 왕복 이송시키는 수평이송부;
    상기 가동본체에 상기 수평방향을 기준으로 전후로 각각 배치되어 승강 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 승강유닛;
    상기 제 1 승강유닛에 양측으로 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제 1 그립퍼;
    상기 제 2 승강유닛에 양측으로 대향되도록 배치되는 한 쌍의 제 2 그립퍼;
    상기 제 1 그립퍼 간의 간격을 조절하도록 상기 제 1 그립퍼 각각을 수평으로 이송시키는 제 1 그립퍼이송부;
    상기 제 2 그립퍼 간의 간격을 조절하도록 상기 제 2 그립퍼 각각을 수평으로 이송시키는 제 2 그립퍼이송부;
    상기 제 1 및 제 2 승강유닛 사이에 위치하여 상기 가동본체로부터 승강 가능하게 설치되고, 상단에 마련되는 스테이지 상의 제 1 또는 제 2 전극이 상기 제 1 또는 상기 제 2 그립퍼에 의해 그립핑되도록 하는 스테이지본체;
    상기 제 1 및 제 2 승강유닛이 상기 가동본체로부터 승강되도록 하는 승강구동부; 및
    상기 스테이지 상의 제 1 및 제 2 전극과 분리막의 적층체 두께에 따른 상기 스테이지의 높이를 보상하면서 상기 스테이지본체를 승강시키는 두께보상승강부;
    를 포함하고,
    상기 제 1 그립퍼이송부는,
    상기 제 1 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 1 그립퍼레일;
    상기 제 1 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 2 리드스크루;
    상기 제 2 리드스크루에 나사 결합되는 제 2 볼스크루;
    상기 제 2 볼스크루에 고정되어 상기 제 1 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 1 그립퍼가 고정되는 제 2 슬라이더; 및
    상기 제 2 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 2 리드스크루에 제 2 감속기를 통해 연결되는 제 2 이송모터;를 포함하고,
    상기 제 2 그립퍼이송부는,
    상기 제 2 승강유닛의 상단에 수평되게 설치되는 제 2 그립퍼레일;
    상기 제 2 그립퍼레일에 나란하도록 고정부에 의해 회전 가능하게 설치되는 제 3 리드스크루;
    상기 제 3 리드스크루에 나사 결합되는 제 3 볼스크루;
    상기 제 3 볼스크루에 고정되어 상기 제 2 그립퍼레일을 따라 이동 가능하게 결합되고, 상기 제 2 그립퍼가 고정되는 제 3 슬라이더; 및
    상기 제 3 리드스크루를 회전시키도록 상기 제 3 리드스크루에 제 3 감속기를 통해 연결되는 제 3 이송모터;를 포함하고,
    상기 제 1 그립퍼이송부는,
    상기 제 1 그립퍼레일, 상기 제 2 리드스크루, 상기 제 2 볼스크루 및 상기 제 2 슬라이더 각각이 제 1 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 2 이송모터가 T자로 분기되는 제 2 감속기를 통해서 상기 제 2 리드스크루에 각각 회전력을 전달하고,
    상기 제 2 그립퍼이송부는,
    상기 제 2 그립퍼레일, 상기 제 3 리드스크루, 상기 제 3 볼스크루 및 상기 제 3 슬라이더 각각이 제 2 그립퍼 각각에 대응하도록 한 쌍으로 이루어지고, 단일의 제 3 이송모터가 T자로 분기되는 제 3 감속기를 통해서 상기 제 3 리드스크루에 각각 회전력을 전달하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 승강유닛은,
    상기 가동본체의 상단에 수평되게 위치하는 제 1 그립퍼설치부재;
    상기 제 1 그립퍼설치부재로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 1 가이드;
    상기 제 1 가이드에 각각 고정되고, 상기 가동본체의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 1 슬라이더; 및
    상기 제 1 그립퍼설치부재로부터 하방으로 연장되어 상기 승강구동부에 의해 연결되는 제 1 지지부;를 포함하고,
    상기 제 2 승강유닛은,
    상기 가동본체의 상단에 수평되게 위치하는 제 2 그립퍼설치부재;
    상기 제 2 그립퍼설치부재로부터 양측으로 수직되게 하방으로 각각 연장되는 제 2 가이드;
    상기 제 2 가이드에 각각 고정되고, 상기 가동본체의 양측에 각각 수직되게 마련되는 제 1 가이드레일에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되는 제 2 슬라이더; 및
    상기 제 2 그립퍼설치부재로부터 하방으로 연장되어 상기 승강구동부에 의해 연결되는 제 2 지지부;를 포함하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 승강구동부는,
    상기 가동본체에 설치되는 승강모터;
    상기 승강모터의 회전축에 고정되는 구동타이밍풀리;
    상기 구동타이밍풀리에 타이밍벨트로 연결되는 종동타이밍풀리;
    상기 종동타이밍풀리의 중심부에 고정되는 제 4 볼스크루; 및
    상기 제 4 볼스크루에 나사 결합되어 상기 제 1 또는 제 2 승강유닛에 회전 가능하게 결합되는 제 4 리드스크루;를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 승강유닛 각각에 대응되도록 한 쌍으로 이루어져서 상기 제 1 및 제 2 승강유닛을 개별적으로 승강시킬 수 있도록 하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치.
  15. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 두께보상승강부는,
    상기 가동본체에 설치되는 보상모터;
    상기 보상모터의 회전축에 연결되는 제 5 리드스크루; 및
    상기 제 5 리드스크루에 나사 결합되고, 상기 스테이지본체에 고정되는 제 5 볼스크루;
    를 포함하는, 2차전지 제조를 위한 전극 및 분리막 적층 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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