KR102558461B1 - Manufacturing method and apparatus for electrode stack - Google Patents
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Abstract
본 발명의 제조방법은, 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하여 전극조립체로 제조하는 전극조립체의 제조방법에 있어서, 권취되는 동안 양극, 음극, 분리막 각각의 투입량을 셋팅하는 단계; 양극, 음극, 분리막의 끝단을 권심에 고정시키는 단계; 상기 권심을 회전시켜 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하는 단계; 상기 양극과 음극이 투입되는 동안 양극과 음극 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계; 상기 양극, 음극, 분리막 각각을 절단하는 단계; 및 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함한다.
본 발명의 제조장치는, 전극조립체의 제조장치로서, 양극과 음극 및 분리막의 끝단이 함께 고정된 상태에서 회전하여 상기 양극, 음극, 분리막을 권취하는 권심; 내장된 이송모터의 회전력으로 상기 전극을 권심으로 투입시키는 이송부; 상기 권심으로 투입되는 전극을 절단하며 권심과 이송부 사이에 배치된 커터; 및 상기 양극의 이송모터와 음극의 이송모터의 회전수, 양극의 커터 위치 및 음극의 커터 위치를 변수로 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 제어부;를 포함한다.In the manufacturing method of the present invention, in the method of manufacturing an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are wound together to manufacture an electrode assembly, setting the input amount of each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator during winding; fixing the ends of the anode, cathode, and separator to the winding core; winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator together by rotating the winding core; monitoring the input state of each of the positive electrode and the negative electrode while the positive electrode and the negative electrode are input; Cutting each of the anode, cathode, and separator; and a defect determination step of calculating an end gap, which is a difference in distance between the end positions of the cut anode and the end position of the cut cathode, and determining a defect based on whether the calculated end gap is within a predetermined range.
The manufacturing apparatus of the present invention is an apparatus for manufacturing an electrode assembly, comprising: a winding core for winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator by rotating while the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator are fixed together; A transfer unit for injecting the electrode into the winding core by the rotational force of the built-in transfer motor; A cutter disposed between the core and the transfer unit to cut the electrode introduced into the core; and a controller that calculates an end gap, which is a difference in distance between the end positions of the cut anode and the end positions of the cut cathode, using the number of rotations of the transfer motors of the anode and the cathode, the cutter position of the anode, and the cutter position of the cathode as variables, and determines whether the calculated end gap is within a predetermined range.
Description
본 발명은 전극조립체의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로써, 분리막과 함께 권취되는 전극들(음극과 양극)의 길이방향 끝단간격(절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이)에 의한 미스얼라이먼트 불량 발생을 판정하여 양품과 불량품을 선별해 낼 수 있는 전극조립체의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an electrode assembly, and relates to a manufacturing method and apparatus for an electrode assembly capable of sorting out good products from defective products by determining the occurrence of misalignment defects due to the distance between the ends of the electrodes (cathode and anode) wound together with a separator (a difference in distance between the ends of the cut anode and the end of the cut cathode) in the longitudinal direction.
충방전이 가능하고 가벼우면서도 에너지 밀도 및 출력 밀도가 높은 리튬이차전지가 다양한 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. Lithium secondary batteries, which are chargeable and dischargeable, light, and have high energy density and power density, are widely used as energy sources for various devices.
또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 전기자동차(EV) 등이 제시되고 있는데, 리튬이차전지는 이러한 내연기관 대체 자동차의 동력원으로서도 주목받고 있다.In addition, hybrid electric vehicles (HEV), plug-in hybrid electric vehicles (PHEV), battery electric vehicles (BEV), and electric vehicles (EV) have been proposed as alternative solutions to solve air pollution and greenhouse gas problems of existing internal combustion engine vehicles using fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles.
리튬이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 분류되며, 전극조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다.Lithium secondary batteries are classified into a lithium ion battery using a liquid electrolyte and a lithium polymer battery using a polymer electrolyte according to the type of electrolyte, and classified into a cylindrical, prismatic or pouch type according to the shape of an exterior material in which an electrode assembly is accommodated.
통상적으로, 각형 이차전지에 채용되는 전극조립체는 양극, 분리막, 음극을 포함한다. 상기 양극은 양극집전체에 양극 활물질이 코팅된 유지부(양극코팅부)와 코팅되지 않은 무지부가 반복되도록 이루어지며, 음극도 마찬가지로, 음극집전체에 음극 활물질이 도포된 유지부(음극코팅부)와 코팅되지 않은 무지부가 반복되도록 이루어진다. 상기 양극과 음극의 무지부는 노칭장치를 통해 전극탭이 가공되며, 상기 음극과 양극은 분리막으로 분리된 상태로 적층이 이뤄진다. 상기 분리막은 양극과 음극 사이를 절연하되 극판들 간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 함으로써 전기화학 반응을 일으킨다. Typically, an electrode assembly employed in a prismatic secondary battery includes an anode, a separator, and a cathode. The positive electrode is made so that the holding portion (positive electrode coating portion) coated with the positive electrode active material and the uncoated uncoated portion are repeated on the positive electrode current collector, and the negative electrode is similarly made to repeat the holding portion (negative electrode coating portion) coated with the negative electrode active material on the negative electrode current collector and the uncoated plain portion. An electrode tab is processed through a notching device on the non-coated portion of the positive and negative electrodes, and the negative electrode and the positive electrode are laminated while being separated by a separator. The separator causes an electrochemical reaction by insulating between the positive electrode and the negative electrode and allowing active material ions to be exchanged between the electrode plates.
상기 음극과 양극 사이에 분리막을 개재하여 전극조립체를 제조하는 방법은 음극과 양극 및 분리막을 요구되는 크기로 절단한 후 순차적으로 적층하는 방식 및 연속적으로 음극과 양극 및 분리막이 공급되는 상태에서 음극, 양극, 분리막을 권심에서 와인딩하여(권취하여) 제조하는 방식이 널리 알려져 있다.The method of manufacturing an electrode assembly by interposing a separator between the negative electrode and the positive electrode is a method of sequentially stacking a negative electrode, a positive electrode, and a separator after cutting them into a required size, and a negative electrode, a positive electrode, and a separator in a state in which the negative electrode, the positive electrode, and the separator are continuously supplied. A method of winding (winding) a separator at a core is widely known.
종래의 와인딩 방식은 양극, 음극, 분리막 각각이 공급롤러들에서부터 권출되며(풀리며) 계속적으로 공급되도록 구성되되 상기 양극, 음극, 분리막 각각의 끝단은 권심에서 고정된 상태에서 상기 권심이 회전하면 미리정해진 회전수만큼 권취되어(감겨지며) 원통형태의 전극조립체를 제조하도록 구성된다. In the conventional winding method, each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is configured to be unwound (unwound) from supply rollers and continuously supplied, while the end of each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is fixed at the winding core. When the core rotates, it is wound (wound) by a predetermined number of revolutions to produce a cylindrical electrode assembly.
따라서, 와인딩 방식으로 제조되는 (젤리롤 형태를 갖는) 전극조립체의 제조장치는 도 1a 에 도시된 바와 같이 음극(3), 양극(2), 분리막(4) 각각이 권취된 상태에서 풀려지는 공급롤러들(2a, 3a, 4a); 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)의 끝단이 고정되면 회전하여 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)을 권취하여 전극조립체로 제조하는 권심(5); 상기 공급롤러(2a, 3a, 4a)와 권심(5) 사이에 배치되어 음극(3), 양극(2), 분리막이 공급되는 동안 적절한 텐션을 유지시키며 권심을 향하는 방향으로 유도하는 가이드롤러; 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)이 미리정해진 길이만큼 권취되면 절단하는 커터(미도시) 등을 포함한다.Therefore, the manufacturing apparatus of the electrode assembly (having a jelly roll form) manufactured by the winding method is, as shown in FIG. 1A,
한편, 이와 같은 와인딩 방식으로 제조되는 경우에는 전극들(각각의 양극 및 음극)의 미스얼라이먼트불량(음극과 양극의 끝단위치 차이로 인한 불량)이 발생할 가능성이 있었다. 즉, 도 1b 에 도시된 바와 같이 음극(3)의 끝단이 양극(2)의 끝단에서 돌출되도록 소정의 길이만큼 더 길게 공급된 상태에서 절단이 이루어져야 하나, 커터의 반응 속도, 이송될 때의 양극과 음극에 형성되는 텐션(tension) 차이 등에 의해 양극(2)과 음극(3)의 끝단 간격이 기준치보다 작게 형성되거나 역전되는 문제가 있었고, 이는 양극과 음극 사이의 역전불량(과충전시 리튬의 석출을 방지하도록 음극 용량을 증대시키기위 해 음극이 더 길게 돌출되어야 하나 양극이 설정길이 보다 더 돌출되어 음극과 양극의 접촉이 발생하는 불량)을 유발하는 원인이 되었다.On the other hand, in the case of manufacturing with such a winding method, there is a possibility that misalignment defects (defects due to a difference in the end positions of the cathode and anode) of the electrodes (each anode and cathode) may occur. That is, as shown in FIG. 1B, the cutting should be performed while being supplied longer by a predetermined length so that the tip of the
이에 따라, 종래에서 전극조립체를 제조하기 전후에 생산물량 중 몇몇을 선별하여 샘플 검사를하고 있으나, 샘플 검사로 불량품을 모두 찾아내기는 어려운 문제가 있었다. Accordingly, in the prior art, some of the products are selected and sample tested before and after manufacturing the electrode assembly, but it is difficult to find all defective products through the sample test.
아울러, 권취 공정 이전의 슬릿팅 공정에서 검사가 이루어짐에도 불구하고 미스매치불량(상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격이 허용치 보다 크게 발생하는 불량, 도 3 참조)도 발생하였으므로 이 또한 대책이 요구되었다. In addition, despite the inspection in the slitting process before the winding process, a mismatch defect (a defect in which the gap between the end position of the holding part applied to the upper surface and the end position of the holding part applied to the lower surface is greater than the allowable value, see FIG. 3) also occurred, so a countermeasure was also required.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해소할 수 있도록 미스얼라이먼트 불량(및 미스매치불량)을 즉시 검출해 낼 수 있는 전극조립체의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것에 주목적이 있다.Accordingly, the main object of the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing an electrode assembly capable of immediately detecting a misalignment defect (and a mismatch defect) in order to solve the conventional problems.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하여 전극조립체로 제조하는 전극조립체의 제조방법에 있어서, 권취되는 동안 양극, 음극, 분리막 각각의 투입량을 셋팅하는 단계; 양극, 음극, 분리막의 끝단을 권심에 고정시키는 단계; 상기 권심을 회전시켜 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하는 단계; 상기 양극과 음극이 투입되는 동안 양극과 음극 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계; 상기 양극, 음극, 분리막 각각을 절단하는 단계; 및 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an electrode assembly in which an anode, a cathode, and a separator are wound together to form an electrode assembly. Setting the input amount of each of the anode, the cathode, and the separator during winding; fixing the ends of the anode, cathode, and separator to the winding core; winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator together by rotating the winding core; monitoring the input state of each of the positive electrode and the negative electrode while the positive electrode and the negative electrode are input; Cutting each of the anode, cathode, and separator; and a defect determination step of calculating an end gap, which is a difference in distance between the end positions of the cut anode and the end position of the cut cathode, and determining a defect based on whether the calculated end gap is within a predetermined range.
본 발명에서 상기 끝단간격의 연산은 양극과 음극 각각이 투입될 때 회전하는 이송모터들의 회전수와 양극과 음극 각각을 절단하는 커터의 위치를 변수로 연산된다.In the present invention, the calculation of the end distance is calculated using the number of revolutions of the transfer motors rotating when each of the positive electrode and the negative electrode is input and the position of the cutter for cutting each of the positive electrode and the negative electrode as variables.
그리고, 불량으로 판정되면 권심에서 권취되어 제조된 전극조립체를 양품으로 판정된 전극조립체와 분리하여 배출시키는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 분리하여 배출하는 단계에서는 양품과 불량품을 다른 위치로 배출시키는 것은 물론 불량품에 별도의 불량표식을 기입하여 배출시키는 방식 또한 포함된다.Further, if the product is determined to be defective, a step of separating and discharging the electrode assembly manufactured by being wound around the winding core from the electrode assembly determined to be good product may be optionally further included. In the step of separating and discharging, not only good products and defective products are discharged to different locations, but also a method of writing a separate defect mark on the defective products and discharging them is included.
또한, 본 발명에서는 불량으로 판정되면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 작업자가 보는 모니터에 경고창을 시각적으로 띄우거나 스피커를 통해 경고메세지를 알리는 공지의 방법 등으로 작업자에게 신속하게 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, the present invention may further include visually or audibly warning the occurrence of a defect if it is determined to be defective. That is, it is possible to quickly notify the operator of the occurrence of a defect by visually displaying a warning window on a monitor viewed by the operator or by notifying the operator of a warning message through a speaker.
아울러, 본 발명의 방법에서는 모니터링하는 단계에서(또는 모니터링하는 단계가 종료된 후) 모니터링하는 단계에서 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면, 연산된 끝단간격이 음극 또는 양극의 절단 위치를 달리하여 보정이 가능한지를 판단하는 단계; 및 보정이 가능하면 끝단간격이 정상범위로 수정되도록 음극 또는 양극 중 하나 이상의 절단위치를 변경하여 절단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, in the method of the present invention, when a difference between the input amount set in the monitoring step and the monitored input amount occurs in the monitoring step (or after the monitoring step is finished), the calculated end interval is the cathode or anode. Determining whether correction is possible by changing the cutting position; and, if correction is possible, changing and cutting at least one cutting position of the cathode or anode so that the end gap is corrected to a normal range.
그리고, 본 발명에서 상기 양극과 음극 각각은 집전체의 양면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포되어 제조되되, 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 유지부와 미도포된 무지부가 반복되는 구조를 가지며, 상기 양극과 음극 각각에서 일면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 추가불량판정 단계를 더 포함한다.In the present invention, each of the positive electrode and the negative electrode is manufactured by coating the positive electrode active material or the negative electrode active material on both sides of a current collector, and has a structure in which a holding portion coated with the positive electrode active material or negative electrode active material and an uncoated uncoated portion are repeated. In each of the positive electrode and the negative electrode, an additional defect determination step of determining a defect is determined by determining whether a mismatch value, which is a distance between an end position of the holding part applied on one side and an end position of the holding part applied on the opposite side, is within a predetermined range.
아울러, 본 발명은 상술된 바와 같은 방법을 통해 전극조립체의 제조가 이루어지는 전극조립체의 제조장치를 추가로 제공한다. 본 발명에 따른 제조장치는, 양극과 음극 및 분리막의 끝단이 함께 고정된 상태에서 회전하여 상기 양극, 음극, 분리막을 권취하는 권심; 내장된 이송모터의 회전력으로 상기 전극을 권심으로 투입시키는 이송부; 상기 권심으로 투입되는 전극을 절단하며 권심과 이송부 사이에 배치된 커터; 및 상기 양극의 이송모터와 음극의 이송모터의 회전수, 양극의 커터 위치 및 음극의 커터 위치를 변수로 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further provides an apparatus for manufacturing an electrode assembly in which the manufacture of the electrode assembly is performed through the method as described above. The manufacturing apparatus according to the present invention includes a winding core for winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator by rotating while the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator are fixed together; A transfer unit for injecting the electrode into the winding core by the rotational force of the built-in transfer motor; A cutter disposed between the core and the transfer unit to cut the electrode introduced into the core; and a control unit that calculates an end gap, which is a difference in distance between the end positions of the cut anode and the end positions of the cut cathode, based on the number of rotations of the transfer motors of the anode and the cathode, the cutter position of the anode, and the cutter position of the cathode as variables, and determines whether the calculated end gap is within a predetermined range.
그리고, 상기 전극이 권심을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러를 더 포함하고, 상기 이송부는 상기 가이드롤러와 권심 사이에 배치된다.And, it further includes a guide roller for guiding the electrode to be moved while being bent toward the winding core, and the transfer unit is disposed between the guide roller and the winding core.
상기 가이드롤러, 이송부, 커터는 음극과 양극 각각의 공급라인에 개별적으로 설치되며, 상기 커터는 권심과 이송부 사이를 활주가능하게 구성된다.The guide roller, the conveying part, and the cutter are individually installed on the supply lines of the cathode and anode, respectively, and the cutter is configured to slide between the winding core and the conveying part.
상기 음극과 양극 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성되고, 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제1비전; 및 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제2비전;을 더 포함하며, 상기 제어부는 제1비전과 제2비전의 데이터를 분석하여 권심에서 권취된 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정한다.Each of the negative electrode and the positive electrode is continuously formed on the upper and lower surfaces of the holding portion coated with the active material on the surface of the current collector and the uncoated portion on which the active material is not applied, and while the positive electrode or the negative electrode is introduced, the holding portion applied to the surface of one side of the positive electrode or the negative electrode. A first vision for sensing the end unit value of the holding portion; And a second vision for sensing an end unit value of the holding portion applied to the surface opposite to the positive electrode or cathode while the cathode or cathode is being input, wherein the control unit analyzes the data of the first vision and the second vision and additionally determines whether a defect has occurred by determining whether a mismatch value, which is a distance between an end position of the holding part applied to one surface of the anode or cathode wound from a winding core and an end position of the holding part applied to the opposite surface, is within a predetermined range.
상기 제어부는 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면 수정 가능여부를 판단하고, 권취되는 양극과 음극의 길이차이가 발생하도록 커터를 제어할 수 있다.The control unit may determine whether correction is possible when a difference between the input amount set and the input amount monitored occurs, and may control the cutter to generate a difference in length between the positive electrode and the negative electrode to be wound.
상기 음극 또는 양극은 이송부에 도달하기 전에 제1비전과 제2비전을 지나도록 구성된다.The cathode or anode is configured to pass through the first vision and the second vision before reaching the transfer portion.
아울러, 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제3비전을 더 포함하고, 상기 제3비전은 커터와 권심 사이에 배치되어 제1비전과 제2비전에서 도출된 데이터 및 제어부에서 연산된 미스얼라이먼트 크기 등을 추가적으로 검증한다. 그리고, 상기 제어부는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치를 제어할 수 있다.In addition, a third vision for sensing an end unit value of the holding portion applied to one side or the opposite surface of the positive electrode or negative electrode while the positive electrode or negative electrode is being inserted, the third vision is disposed between the cutter and the winding core to additionally verify the data derived from the first and second visions and the misalignment size calculated by the control unit. In addition, when a defect occurs, the control unit may control a device that visually or audibly warns of the occurrence of a defect.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 전극조립체의 생산과 동시에 불량여부를 직접 판별해 낼 수 있으므로, 상기 전극조립체가 내장되는 이차전지의 불량률을 감소시킬 수 있다. 즉, 전극조립체의 생산공정에 있어 미스얼라이먼트불량(절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격으로 인한 불량)에 의한 전극조립체의 불량 발생을 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 생산공정 전반의 트렌드 관리가 가능하다.In the present invention having the configuration as described above, since it is possible to directly determine whether or not the electrode assembly is defective simultaneously with the production of the electrode assembly, the defective rate of the secondary battery in which the electrode assembly is embedded can be reduced. That is, in the production process of the electrode assembly, it is possible to monitor in real time the occurrence of defects in the electrode assembly due to misalignment (failure due to the end gap, which is the difference between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode). Trend management throughout the production process is possible.
본 발명에서는 음극 및 양극이 권심에서 권취되는 동안 상기 음극 및 양극을 각각을 투입하며 회전하는 이송모터의 회전수와 커터의 위치를 통해 미스얼라이먼트가 연산되므로 높은 정확도로 불량여부를 판단해 낼 수 있고, 불량이 발생하더라도 수정가능한 범위라면 불량 수정이 가능하여 제품의 불량률을 추가적으로 낮출 수 있다.In the present invention, since the misalignment is calculated through the number of rotations of the transfer motor and the position of the cutter while the cathode and anode are wound on the winding core, the misalignment can be determined with high accuracy.
그리고, 본 발명에서는 제1비전과 제2비전을 포함하여 구성되므로 전극(음극과 양극)의 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격차이인 미스매치에 의한 불량을 추가적으로 모니터링 하며 판별할 수 있어 생산효율을 더욱 높일 수 있다. In addition, since the present invention includes the first vision and the second vision, it is possible to additionally monitor and discriminate defects due to mismatch, which is the gap between the end position of the holding part applied to the upper surface of the electrode (cathode and anode) and the end position of the holding part applied to the lower surface, thereby further increasing production efficiency.
또한, 권심 근방에 배치된 제3비전을 추가적으로 포함하므로, 미스얼라이먼트 및 미스매치에 의한 불량을 판단하기 전에 최종적으로 권취상태를 확인하여 불량판단의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, since a third vision disposed near the winding core is additionally included, the winding state is finally checked before determining a defect due to misalignment and mismatch, thereby increasing reliability of defect determination.
도 1a 는 종래의 방식으로 젤리롤 타입의 전극조립체가 제조되는 모습을 단순화하여 도시한 도면.
도 1b 는 음극과 양극의 절단 부위에서 끝단간격이 발생한 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 모습이 단순화되어 도시된 정면도.
도 3 은 도 2 에서 제3비전이 설치된 부분을 확대한 모습과 양극의 상면과 바닥면에서 미스매치가 발생한 모습을 확대하여 도시한 도면.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조방법의 순서도.FIG. 1A is a simplified diagram illustrating a state in which a jelly roll type electrode assembly is manufactured in a conventional manner.
Figure 1b is a perspective view showing a state in which the end gap occurs at the cut portion of the negative electrode and the positive electrode.
Figure 2 is a front view showing a simplified appearance of the manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion where a third vision is installed in FIG. 2 and an enlarged view of a mismatch between the top and bottom surfaces of an anode; FIG.
Figure 4 is a flow chart of a manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, based on the accompanying drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventors should appropriately define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.
본 발명은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성된(도 3 참조) 두 전극들(2[양극], 3[음극])이 분리막(4)과 함께 권심에서 권취되어 전극조립체로 제조되는 전극조립체의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로써, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.The present invention relates to a manufacturing apparatus and manufacturing method of an electrode assembly in which two electrodes (2 [anode] and 3 [negative electrode]) formed continuously on the upper and lower surfaces of a holding portion coated with an active material and a non-coated portion uncoated with the active material on the surface of a current collector (see FIG. 3) are wound at a core together with a
실시예1Example 1
본 발명은 전극조립체의 제조장치를 실시예1로써 제공한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 상기 제조장치는 양극(2)과 음극(3) 각각의 공급라인에서 권심(10), 이송부(20), 커터(60), 가이드롤러(70), 제1비전(30), 제2비전(40)이 배치된다.The present invention provides an apparatus for manufacturing an electrode assembly as Example 1. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the manufacturing apparatus has a winding
상기 권심(10)은 모터 등으로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 양극(2)과 음극(3) 및 분리막(4)의 끝단이 함께 고정된 상태에서 미리정해진 회전수만큼 회전하여 상기 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 젤리롤 형태로 권취시킨다.The winding
이때, 상기 이송부(20)는 권심(10)에서 권취가 이루어지는 동안 음극(2) 또는 양극(3)이 적절한 장력을 유지하며 원활히 공급될 수 있도록 내장된 이송모터(미도시)가 회전하여 해당 음극(2) 또는 양극(3)을 활주(투입)시킨다. At this time, in the conveying
그리고, 미리정해진 길이 만큼 각 전극들(2, 3)의 투입이 이루어지면 각 전극들(2, 3)을 절단하도록 상기 커터(60)는 권심(10)과 이송부(20) 사이를 활주가능하게 배치된다(도면상에는 미도시되었으나 제어부에 의해 분리막을 절단하는 별도의 커터 또한 제공된다).In addition, when each of the
본 발명에서는 상기 이송부(20), 커터(60), 권심(10), 제1비전(30), 제2비전(40), 제3비전(80)과 전기적으로 연결되어 통신하며 동작을 제어하는 제어부(50)가 제공된다. 상기 제어부(50)는 제조장치에 내장된 제어장치 또는 제조장치와 분리되되 통신가능하게 연결된 별도의 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있되, 제어부(50)가 불량여부를 판단하는 기준 및 차후 설명될 미스얼라이먼트 및 미스매치를 연산하는 로직은 미리 입력된 상태로 작동이 이루어진다.In the present invention, the
즉, 상기 제어부(50)는 미리 입력된 로직에 따라 권심(10), 커터(60), 이송부(20)의 동작을 제어하며, 권심(10)에서 권취된 전극조립체에서 양극(2)과 음극(3)의 끝단간격(도 1b 참조)을 연산해 낸다. That is, the
상기 양극(2)과 음극(3)의 끝단간격은 양극(2)의 이송모터와 음극(3)의 이송모터의 회전수, 양극(2)의 커터 위치 및 음극(3)의 커터 위치에 대한 정보를 기초로 제어부에 입력된 미리정해진 로직에 따라 연산이 이루어진다. 즉, 권심(10)의 회전이 종료됐을 때, 절단된 양극(2)의 끝단위치와 절단된 음극(3)의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격은 제어부(50)로 전달되는 정보를 통해서 연산될 수 있고, 상기 제어부(50)는 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정할 수 있다. The distance between the ends of the
아울러, 상기 제어부(50)는 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면 수정 가능여부를 판단하고, 권취되는 양극(2)과 음극(3)의 길이차이가 발생하도록 (양극의 공급라인 또는 음극의 공급라인에 배치된) 커터들 중 하나 이상을 제어할 수 있다.In addition, the
그리고, 본 발명의 장치에서는 상기 전극(2, 3)이 권심(10)을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러(70)를 더 포함할 수 있고, 상기 가이드롤러(70)는 전극이 이송부(20)에 도달하기 전의 위치에 배치되어 상기 이송부(20)는 커터(60) 및 권심(10)과 일직선 상에 놓일 수 있다.In addition, the device of the present invention may further include a
한편, 위에서 설명된 바와 같이 본 발명에서 사용되는 양극(2)과 음극(3) 각각은 전극탭이 가공될 수 있도록 일정 거리를 두고 무지부가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 음극(3)과 양극(2) 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성된다. 하지만, 양극(2)과 음극(3)의 이전 제조단계에서 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치(도 3 참조)가 허용범위를 넘어서게 되면 양극과 음극 사이의 역전불량(음극과 양극 중 어느 하나가 정해진 길이보다 더 긴 상태로 권취되어 음극과 양극의 접촉이 발생하는 불량)이 발생할 가능성이 있었다.Meanwhile, as described above, each of the
따라서, 본 발명에 따른 장치는 이러한 미스매치에 의한 불량 발생을 검출해 낼 수 있도록 제1비전(30), 제2비전(40) 및 제3비전(80)이 추가적으로 제공된다.Accordingly, in the device according to the present invention, the
즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 양극(2)과 음극(3) 각 공급라인에는 제1비전(30)과 제2비전(40)이 짝을 이뤄 배치된다. 본 발명에서, 상기 제1비전(30)은 음극(3)과 양극(2)이 투입되는 동안에 상기 음극(3)과 양극(2) 상면 각각에 배치되어 집전체의 상측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하고, 상기 제2비전(40)은 제1비전(30)의 반대쪽에 배치되어 음극(3)과 양극(2)이 투입되는 동안에 음극(3)과 양극(2) 각각의 집전체 하측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱한다.That is, as shown in FIG. 2 , the
상기 제어부(50)는 제1비전(30)과 제2비전(40)에서 송신된 데이터를 분석하여 권심(10)에서 권취된 양극(2) 또는 음극(3)의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정한다. The
상기 음극(3) 또는 양극(2)은 각각의 이송부(20)에 도달하기 전에 제1비전(30)과 제2비전(40) 사이를 지나도록 구성되며, 상기 권심(10) 근방에는 제3비전(80)이 추가로 배치될 수 있다. 즉, 상기 양극(2) 또는 음극(3)이 투입되는 동안 상기 양극(2) 또는 음극(3)의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 추가적으로 센싱할 수 있도록 제3비전(80)이 권심(10)과 커터(60) 사이에서 도 3 에 도시된 바와 같이 추가로 배치된다.The
상기 제3비전(80)은 제1비전(30)과 제2비전(40)에서 도출된 데이터 및 미스얼라이먼트에 의한 불량을 추가적으로 검증한다. 즉, 제3비전(80)은 양극(2)과 음극(3)이 권심(10)에 권취되는 상황을 모니터링 하며, 커터(60)에 의해 절단이 이루어졌을 때, 음극(3)과 양극(2) 사이의 실제 미스얼라이먼트 값이 연산된 값과 근접하는지 여부를 한번 더 확인 할 수 있다. 그리고, (필요에 따라 선택적으로) 상기 제3비전(80)은 양극(2)과 음극(3) 각각에 복수개가 배치되어 각각의 미스매치 값이 연산된 값과 근접한 지를 광학적으로 센싱할 수 있다. The
이때, 제3비전(80)의 광학적 센싱의 정확도를 높이기 위해서 커터(60)에서 절단이 이루어지고 음극(3)과 양극(2)의 끝단이 권심(10)에 감기기 직전에(음극과 양극의 끝단이 제3비전을 지나는 동안에) 상기 제어부(50)는 필요에 따라 권심(10)의 회전속도를 감속시킬 수 있을 것이다. 또한, 생산 속도 저하를 방지하기 위해 연산된 미스얼라이먼트 값이나 미스매치 값이 비정상정일 경우에만 제3비전(80)을 통해 추가 센싱하는 구성도 가능하다. 아울러, 제1비전(30)과 제2비전(40)을 통해 획득된 정보를 통해 미스매치값을 알고 있는 상태에서 (상측 표면 또는 하측 표면 중 어느 한 곳의) 유지부 끝단위치를 알면 반대쪽면의 유지부의 끝단위치의 추정이 가능하므로 이를 근거로 미스얼라이먼트에 의한 불량을 억제하기 위해 (이송부에 내장된) 이송모터를 제어하는 구성 또한 가능할 것이다.At this time, in order to increase the accuracy of the optical sensing of the
또한, 상기 제어부(50)는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치 가령, 스피커 또는 작업자 컴퓨터의 모니터 화면 등과 연동하거나 제어하여 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, when a defect occurs, the
실시예2Example 2
아울러, 본 발명은 전극조립체의 제조방법을 실시예2로써 제공한다. 본 발명에 따른 제조방법은 위에 설명된 제조장치를 통해 도 3 에 도시된 순서도에 도시된 단계에 따라 이루어지되, 이때, 그 순서는 다르게 정해질 수도 있다. 가령, 불량품 발생을 알리는 단계는 불량품을 배출하기 전에 실시될 수도 있을 것이고, 권취가 이루어지기 전에 커터(60)를 특정 위치로 먼저 이동시킬 수도 있을 것이며, 양극(2)과 음극(3) 및 분리막(4)이 권심(10)에 고정된 후에 투입량이 셋팅될 수도 있을 것이다. 다만, 본 발명에 따른 제조방법의 핵심적인 특징은 권심(10)의 회전에 따라 전극조립체가 제조되는 동안 미스얼라이먼트(및 미스매치)에 의한 불량이 실시간으로 모니터링되며 불량이 판정되는 것이다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing an electrode assembly as Example 2. The manufacturing method according to the present invention is performed according to the steps shown in the flowchart shown in FIG. 3 through the manufacturing apparatus described above, but at this time, the order may be determined differently. For example, the step of notifying the occurrence of a defective product may be performed before discharging the defective product, the
본 발명은 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 함께 권취하여 전극조립체로 제조하는 전극조립체의 제조방법으로써, 도 3 에 도시된 바와 같이, 양극(2), 음극(3), 분리막(4) 각각의 투입량(권심에서 권취될 길이)을 셋팅하는 단계; 양극(2), 음극(3), 분리막(4)의 끝단을 권심(10)에 고정시키는 단계; 상기 권심(10)을 회전시켜 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 함께 권취하는 단계; 상기 양극(2)과 음극(3)이 투입되는 동안 양극(2)과 음극(3) 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계; 상기 양극(2), 음극(3), 분리막(4) 각각을 절단하는 단계; 및 절단된 양극(2)의 끝단위치와 절단된 음극(3)의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 미스얼라인먼트 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함한다.The present invention is a method of manufacturing an electrode assembly by winding a positive electrode (2), a negative electrode (3), and a separator (4) together to manufacture an electrode assembly, as shown in FIG. fixing the ends of the
본 발명에서 끝단간격의 연산은 양극(2)과 음극(3) 각각이 투입될 때 회전하는 이송모터들의 회전수와 양극(2)과 음극(3) 각각을 절단하는 커터(60)의 위치를 변수로 연산된다. In the present invention, the calculation of the end gap is calculated using the number of rotations of the transfer motors rotating when each of the
한편, 본 발명의 방법에서는 커터(60)가 절단하기 이전에 셋팅된 투입량과 모니터링된(이송모터들의 회전수와 양극과 음극 각각을 절단하는 커터의 위치를 변수로 연산된) 투입량의 차이가 발생하면, 실제 투입량과 동일하거나 상대적으로 더 근접하는 모니터링된 투입량을 기준으로 차이를 보상하거나 상쇄할 수 있도록 연산된 끝단간격이 음극(3) 또는 양극(2)의 절단 위치를 달리하여 보정이 가능한지를 판단하는 단계 및 보정이 가능하면 끝단간격이 정상범위로 수정되도록 음극(3) 또는 양극(2) 중 하나 이상의 절단위치를 변경하여 절단하는 단계를 더 포함한다.On the other hand, in the method of the present invention, if there is a difference between the input amount set before the
즉, 본 발명에서는 모니터링단계 중에(또는 모니터링단계 종료 후에) 초기 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이를 비교한다. 차이가 발생하지 않거나 차이가 발생하더라도 무시될 수 있는 정도라면(미리정해진 범위 내의 차이라면) 셋팅된 값에 따라 전극(2, 3)과 분리막(4)을 절단한다. That is, in the present invention, during the monitoring step (or after the end of the monitoring step), the difference between the initially set input amount and the monitored input amount is compared. If the difference does not occur or if the difference can be ignored even if it occurs (if the difference is within a predetermined range), the
반면, 미리정해진 범위 보다 더 큰 차이가 발생하면, 커터(60)의 절단위치를 조절하거나 절단시점을 달리하여 차이를 상쇄시키거나 없앨 수 있는지를 수신된 정보들(양극과 음극 각각의 커터 위치, 양극과 음극 각각의 이송모터의 회전속도, 권심의 회전속도 등)을 통해 미리 정해진 로직에 따라 판단한다. 그리고, 보정이 불가능하면 원래의 셋팅값에 따라 커터(60)가 절단을 하며 불량으로 판정을 하고, 보정이 가능하면 커터(60)의 절단 위치 및/또는 절단 시점을 조절하여 투입량 차이를 상쇄하도록 절단이 이루어진다.On the other hand, if a difference greater than the predetermined range occurs, it is determined according to a predetermined logic through the received information (anode and cathode cutter position, rotational speed of each of the anode and cathode, rotational speed of the winding core, etc.) to compensate for or eliminate the difference by adjusting the cutting position of the
그 다음으로, 최종 투입된 양극(2)과 음극(3)의 투입량을 비교하여 미스얼라이먼트 값을 도출해내고 도출된 값이 허용범위내에 있는지 여부로 불량을 판정해 낸다. 이때, 위에 설명된 바와 같이 권심(10) 근방에 추가배치되는 제3비전(80)을 통해 광학적으로 상기 미스얼라이먼트 값을 추가 계측하고 광학적으로 계측된 값과 연산을 통해 도출된 값을 비교하여 불량이 확실한지 여부를 한 번 더 검증할 수 있다. Next, a misalignment value is derived by comparing the input amounts of the
한편, 본 발명에서 실시되는 양극(2)과 음극(3) 각각은 집전체의 양면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포되어 제조되되, 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 유지부와 미도포된 무지부가 반복되는 구조를 갖는다. 그리고 본 발명에서는 상기 양극(2)과 음극(3) 각각에서 일면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 추가불량판정 단계를 더 포함한다.On the other hand, each of the positive electrode (2) and the negative electrode (3) in the present invention is manufactured by coating a positive electrode active material or negative electrode active material on both sides of a current collector, and has a structure in which a holding portion coated with the positive electrode active material or negative electrode active material and an uncoated uncoated portion are repeated. And in the present invention, the mismatch value, which is the distance between the end position of the holding part applied to one surface and the end position of the holding part applied to the opposite surface in each of the
그리고, 불량으로 판정되면 권심(10)에서 권취되어 제조된 전극조립체를 양품으로 판정된 전극조립체와 분리하여 배출시킨다. 분리하여 배출하는 단계에서는 양품과 불량품을 다른 위치로 배출시키는 것은 물론 불량품에 별도의 불량표식을 기입하여 배출시키는 방식 또한 포함된다.Then, when it is determined that the product is defective, the electrode assembly manufactured by being wound around the winding
또한, 본 발명에서는 불량으로 판정되면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 작업자가 보는 모니터에 경고창을 시각적으로 띄우거나 스피커를 통해 경고메세지를 알리는 공지의 방법 등으로 작업자에게 신속하게 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, the present invention may further include visually or audibly warning the occurrence of a defect if it is determined to be defective. That is, it is possible to quickly notify the operator of the occurrence of a defect by visually displaying a warning window on a monitor viewed by the operator or by notifying the operator of a warning message through a speaker.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 전극조립체의 생산과 동시에 불량여부를 직접 판별해 낼 수 있으므로, 상기 전극조립체가 내장되는 이차전지의 불량률을 감소시킬 수 있다. 즉, 전극조립체의 생산공정에 있어 미스얼라이먼트불량에 의한 전극조립체의 불량 발생을 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 생산공정 전반의 트렌드 관리가 가능하다.In the present invention having the configuration as described above, since it is possible to directly determine whether or not the electrode assembly is defective simultaneously with the production of the electrode assembly, the defective rate of the secondary battery in which the electrode assembly is embedded can be reduced. That is, in the production process of the electrode assembly, since occurrence of defects in the electrode assembly due to misalignment can be monitored in real time, trend management throughout the production process is possible.
본 발명에서는 음극(3) 및 양극(2)이 권심(10)에서 권취되는 동안 상기 음극(3) 및 양극(2)을 각각을 투입하며 회전하는 이송모터의 회전수와 커터(60)의 위치를 통해 미스얼라이먼트가 연산되므로 높은 정확도로 불량여부를 판단해 낼 수 있고, 불량이 발생하더라도 수정가능한 범위라면 불량 수정이 가능하여 제품의 불량률을 추가적으로 낮출 수 있다.In the present invention, while the
그리고, 본 발명에서는 제1비전(30)과 제2비전(40)을 포함하여 구성되므로 전극(음극과 양극)의 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격차이인 미스매치에 의한 불량을 추가적으로 모니터링 하며 판별할 수 있어 생산효율을 더욱 높일 수 있다. In addition, since the present invention includes the
또한, 권심(60) 근방에 배치된 제3비전(80)을 추가적으로 포함하므로, 미스얼라이먼트 및 미스매치에 의한 불량을 판단하기 전에 최종적으로 권취상태를 확인하여 불량판단의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, since the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the claims below will be described below by those skilled in the art to which the present invention belongs. Various implementations are possible.
2 : 양극
3 : 음극
10 : 권심
20 : 이송부
30 : 제1비전
40 : 제2비전
50 : 제어부
60 : 커터
80 : 제3비전2: anode
3: cathode
10: Kwon Shim
20: transfer unit
30: 1st vision
40: Second Vision
50: control unit
60: cutter
80: 3rd vision
Claims (14)
양극과 음극 및 분리막의 끝단이 함께 고정된 상태에서 회전하여 상기 양극, 음극, 분리막을 권취하는 권심;
내장된 이송모터의 회전력으로 상기 전극을 권심으로 투입시키는 이송부;
상기 권심으로 투입되는 전극을 절단하며 권심과 이송부 사이에 배치된 커터; 및
상기 양극의 이송모터와 음극의 이송모터의 회전수, 양극의 커터 위치 및 음극의 커터 위치를 변수로 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 제어부;를 포함하고,
상기 음극과 양극 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성되고,
상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제1 비전; 및 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제2 비전; 을 더 포함하며,
상기 제어부는 제1 비전과 제2 비전의 데이터를 분석하여 권심에서 권취된 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단 위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정하고,
상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제3 비전을 더 포함하고,
상기 음극 또는 양극은 이송부에 도달하기 전에 제1 비전과 제2 비전을 지나도록 구성되고,
상기 제3 비전은 커터와 권심 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
In the manufacturing apparatus of an electrode assembly for manufacturing an electrode assembly by winding a positive electrode, a negative electrode, and a separator together,
Winding cores for winding the positive electrode, the negative electrode, and the separator by rotating while the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator are fixed together;
A transfer unit for injecting the electrode into the winding core by the rotational force of the built-in transfer motor;
A cutter disposed between the core and the transfer unit to cut the electrode introduced into the core; and
A control unit for determining a defect based on whether the calculated end interval is within a predetermined range,
Each of the negative electrode and the positive electrode is formed so that the holding portion coated with the active material on the surface of the current collector and the plain portion uncoated with the active material are damaged, respectively.
a first vision for sensing an end unit value of a holding unit applied to one surface of the positive electrode or negative electrode while the positive electrode or negative electrode is input; and a second vision for sensing an end unit value of a holding unit applied to a surface opposite to the positive electrode or negative electrode while the positive electrode or the negative electrode is being inserted. Including more,
The controller analyzes the data of the first vision and the second vision, and further determines whether a defect occurs by determining whether a mismatch value, which is the distance between the end position of the holding part applied to one surface of the anode or cathode wound on the winding core and the end position of the holding part applied to the opposite surface, is within a predetermined range,
Further comprising a third vision for sensing the end unit value of the holding portion applied to the surface of one side or the opposite side of the positive electrode or negative electrode while the positive electrode or negative electrode is introduced,
the cathode or anode is configured to pass through a first vision and a second vision before reaching the transport;
The third vision is an apparatus for manufacturing an electrode assembly, characterized in that disposed between the cutter and the winding core.
상기 전극이 권심을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러를 더 포함하고,
상기 이송부는 상기 가이드롤러와 권심 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
According to claim 7,
Further comprising a guide roller for guiding the electrode to be moved while being bent toward the winding core,
The transfer unit manufacturing apparatus of the electrode assembly, characterized in that disposed between the guide roller and the winding core.
상기 가이드롤러, 이송부, 커터는 음극과 양극 각각의 공급라인에 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
According to claim 8,
The guide roller, the transfer unit, and the cutter are manufacturing apparatus of an electrode assembly, characterized in that individually installed in the supply line of each of the cathode and anode.
상기 커터는 권심과 이송부 사이를 활주가능한 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
According to claim 8,
The apparatus for manufacturing an electrode assembly, characterized in that the cutter is slidable between the winding core and the transfer unit.
상기 제어부는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.According to any one of claims 8 to 10,
The control unit controls a device that visually or audibly warns of the occurrence of a defect when a defect occurs.
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