KR102653991B1 - 이차전지 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

이차전지 제조 장치는 제1 커팅 모듈과, 제1 합치 모듈과, 제2 커팅 모듈과, 제2 합치 모듈을 포함한다.
제1 커팅 모듈은 제1 전극 시트를 커팅하는 제1 커터와, 제1 커터의 전방에 설치되어 제1 전극 시트에 대한 제1 영상을 획득하는 제1 카메라와, 제1 커터의 양측에 연결되고, 획득된 제1 영상에 기초하여 제1 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 제1 전극 시트가 커팅되도록 제1 커터를 회전 이동시키는 제1 및 제2 리니어 모터를 포함한다.

Description

이차전지 제조 장치{Device of manufacturing a secondary battery}
실시예는 이차전지 제조 장치에 관한 것이다.
이차전지를 구성하는 단위전지로서의 파우치형 리튬 이차전지(이하, 이차전지 셀)는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고 있다.
이차전지 셀의 제조 공정은 전극, 조립, 활성화 등 크게 3개 공정으로 나뉜다.
전극공정은 양극과 음극을 만드는데 재료를 적당한 비율로 섞어(Mixing), 양극인 알루미늄 포일 또는 음극인 구리 포일 상에 코팅(coating)하고, 롤 프레스(Roll Press)를 통해 일정한 두께로 압착해 평평하게 만든 뒤, 전극 사이즈에 맞게 자르는 슬리팅(slitting) 공정이다.
조립공정은 전극에서 불필요한 부분을 제거하는 노칭(Notching)을 거쳐 양극, 분리막, 음극를 번갈아 층층이 쌓은 뒤 이를 전지 용량에 맞춰 여러 차례 접는 스택 앤드 폴딩(stack & folding) 과정 또는 전극과 분리막을 겹치고 둘둘 마는 와인딩(winding) 과정을 수행하고, 알루미늄 필름 포장재로 포장한 뒤, 전해질을 투입하고 진공상태로 밀봉하는 공정이다.
활성화(formation) 공정은 조립된 이차전지 셀의 충/방전을 반복하면서 이차전지 셀을 활성화시키고, 활성화시 이차전지 셀에 발생된 가스를 배출시키는 탈기(degassing) 과정을 수행하는 공정이다.
한편, 도 1에 도시한 바와 같이, 노칭에 의해 정상적으로 생성된 전극 시트(1)는 직사각형을 가진다. 노칭에 의해 불필요한 부분이 제거된 전극 시트(1)는 커팅되어 복수의 전극이 생성된다. 이때, 기본적으로 커터의 장축의 방향은 전극 시트(1)의 진행 방향(y 방향)에 수직인 횡방향(x 방향)과 일치되도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 커터에 의해 전극 시트(1)의 상측 및 하측에 배치된 브이 홈(5, 6)을 가로지르는 라인(3)을 따라 커팅되는 경우, 직사각형의 전극 시트(1)가 생성된다.
하지만, 도 2에 도시한 바와 같이, 노칭에 의해 비정상적으로 생성된 전극 시트(1)는 직사각형이 아닌 불특정 형상을 가진다. 노칭시 사용되는 펀칭이 틀어지는 경우, 이와 같이 틀어진 펀칭에 의해 불필요한 부분이 제거되고 남은 전극 시트(1)는 홈(7, 8)을 가로지르는 라인(3)이 커터의 장축에 대해 틀어진다. 즉, 커터의 장축이 전극 시트(1)는 홈(7, 8)을 가로지르는 라인(3)과 일치하지 않는다. 이러한 경우, 커터에 의해 홈(7, 8)을 가로지르는 라인(3)을 따라 커팅되어 생성된 전극(도 3의 10)은 직사각형이 아닌 불특정 형상을 가져 불량 전극이 생성된다. 이러한 불량 전극은 폐기 처분되므로 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 펀칭에 의해 전극 시트가 틀어지더라도 직사각형을 갖는 전극을 생성하는 장치의 개발이 절실하다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 전극 시트의 틀어짐에 관계없이 항상 정해진 형상을 갖는 전극을 생성할 수 있는 이차전지 제조 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목정은 전극의 수율을 향상시킬 수 있는 이차전지 제조 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 이차전지 제조 장치는, 제1 전극 시트로부터 복수의 제1 전극을 생성하는 제1 커팅 모듈; 상기 복수의 제1 전극 아래 및 위로 제1 및 제2 분리막을 합치하여 하프 셀용 적층체를 생성하는 제1 합치 모듈; 제2 전극 시트로부터 복수의 제2 전극을 생성하는 제2 커팅 모듈; 상기 하프 셀용 적층체의 상기 제2 분리막 상에 상기 복수의 제2 전극을 배치하여 모노 셀용 적층체를 생성하는 제2 합치 모듈; 및 제어부를 포함한다. 상기 제1 커팅 모듈은, 상기 복수의 제1 전극을 생성하기 위해 상기 제1 전극 시트를 커팅하는 제1 커터; 상기 제1 커터의 전방에 설치되어 상기 제1 전극 시트에 대한 제1 영상을 획득하는 제1 카메라; 및 상기 제1 커터의 양측에 연결되고, 상기 획득된 제1 영상에 기초하여 상기 제1 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 상기 제1 전극 시트가 커팅되도록 상기 제1 커터를 회전 이동시키는 제1 및 제2 리니어 모터를 포함한다.
실시예에 따른 이차전지 제조 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 커터가 제1 전극 시트의 틀어진 방향과 일치되도록 회전 이동된 상태에서 제1 커터에 의해 제1 전극 시트가 커팅됨으로써, 직사각형의 제1 전극이 생성되어 불량이 방지되어 수율이 향상될 수 있다1는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제2 커터가 제2 전극 시트의 틀어진 방향과 일치되도록 회전 이동된 상태에서 제2 커터에 의해 제2 전극 시트가 커팅됨으로써, 직사각형의 제2 전극이 생성되어 불량이 방지되어 수율이 향상될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 제1 전극 시트 또는 제2 전극 시트의 틀어진 상태에 맞춰 커팅된 제2 전극(215)을 정렬하여 줌으로써, 후공정(합치 공정)에서 발생될 수 있는 불량을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 노칭에 의해 정상적으로 생성된 전극 시트를 도시한다.
도 2는 노칭에 의해 비정상적으로 생성된 전극 시트를 도시한다.
도 3은 비정상적으로 생성된 전극 시트로부터 커팅된 전극을 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한다.
도 5는 실시예의 커터에 연결된 리니어 모터를 도시한다.
도 6은 노칭에 의해 비정상적으로 생성된 전극 시트를 도시한다.
도 7은 실시예에 따른 이차전지 제조 장치에 의해 커팅된 전극을 도시한다.
도 8은 제1 리니어 모터 및 제2 리니어 모터 각각의 선형 이동에 따라 제1 커터가 회전 이동되는 모습을 도시한다.
도 9은 실시예에 따른 이차전지 제조 장치에서 제1 커팅 모듈의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치에서 제2 커팅 모듈의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시하고, 도 5는 실시예의 커터에 연결된 리니어 모터를 도시한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 이차전지 제조 장치(100)는 제1 커팅 모듈(110), 제1 합치 모듈(120), 제2 커팅 모듈(130), 제2 합치 모듈(140) 및 제어부(150)을 포함할 수 있다.
제1 커팅 모듈(110)은 제1 전극 시트(201)로부터 복수의 제1 전극(205)을 생성하는 장치일 수 있다. 예컨대, 제1 전극(205)은 음극일 수 있다.
예컨대, 제1 전극 시트(201)는 구리 포일의 아래 및 위에 음극재가 부착되어 형성될 수 있다.
제1 합치 모듈(120)은 복수의 제1 전극(205)의 아래 및 위로 제1 분리막(207) 및 제2 분리막(208)을 합치하여 하프 셀용 적층체(203)을 생성하는 장치일 수 있다. 닙롤(nip roll, 121)을 통과한 복수의 제1 전극(205)이 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208)에 의해 적층될 수 있다. 즉 복수의 제1 전극(205)이 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 위치될 수 있다. 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 위치된 복수의 제1 전극(205)은 서로 이격될 수 있다. 이는 후공정에 의한 커팅시 제1 전극(205) 사이에서 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208)이 커팅되도록 하기 위함이다.
제2 커팅 모듈(130)은 제2 전극 시트(211)로부터 복수의 제2 전극(215)를 생성하는 장치일 수 있다. 예컨대, 제2 전극(215)은 양극일 수 있다.
예컨대, 제2 전극 시트(211)는 알루미늄 포일의 아래 및 위에 양극재가 부착되어 형성될 수 있다.
제2 커팅 모듈(130)은 제1 합치 모듈(120) 상에 위치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제2 합치 모듈(140)은 하프 셀용 적층체(203)의 제2 분리막(208) 상에 복수의 제2 전극(215)이 배치하여 모노 셀용 적층체(213)을 생성하는 장치일 수 있다.
제2 합치 모듈(140)에 따르면, 제1 합치 모듈(120)로부터 이송되어 롤러(141)를 통과한 모노 셀용 적층체(213) 상에 제2 커팅 모듈(130)로부터 이송된 복수의 제2 전극(215)이 안착되어 모노 셀용 적층체(213)가 생성될 수 있다. 예컨대, 제2 합치 모듈(140)은 카메라(143)을 포함할 수 있다. 카메라(143)은 하프 셀용 적층체(203)와 그 위에 놓인 제2 전극(215)의 일 영역, 즉 영상 획득 영역(250)을 촬영하여 해당 영상 획득 영역(250)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 제어부(150)는 영상 획득 영역(250)에 대한 영상에 기초하여 하프 셀용 적층체(203)과 제2 전극(215)의 합치도를 산출하고, 그 산출된 합치도에 기초하여 제1 합치 모듈(120)에서 하프 셀용 적층체(203)나 제2 커팅 모듈(130)에서 제2 전극(215)을 정렬하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
이후, 모노 셀용 적층체(213)가 커팅되어 복수의 모노 셀이 생성될 수 있다. 모노 셀 각각은 제1 분리막(207), 제1 전극(205), 제2 분리막(208) 및 제2 전극(215)을 포함할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 배터리 제조 장치는 모노 셀을 생성하기 위한 장치일 수 있다. 이러한 복수의 모노 셀이 수직으로 적층되고 일련의 공정을 거쳐 배터리가 제조될 수 있다.
실시예는 이전 공정에 의해 제1 전극 시트(201) 또는 제2 전극 시트(211)가 불특정 향상으로 생성되더라도, 불특정 형상의 제1 전극 시트(201) 또는 제2 전극 시트(211)로부터 직사각형의 제1 전극(205) 또는 제2 전극(215)을 생성할 수 있다. 따라서, 불특정 형상의 제1 전극 시트(201) 또는 제2 전극 시트(211)로부터 불특정 형상의 제1 전극(205) 또는 제2 전극(215)이 생성되는 불량을 방지할 수 있다.
이하에서 제1 커팅 모듈(110)과 제2 커팅 모듈(130)을 보다 상세히 설명한다.
[제1 커팅 모듈(110)]
제1 커팅 모듈(110)은 제1 커터(111), 제1 카메라(113), 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)을 포함할 수 있다. 제1 커팅 모듈(110)은 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 커터(111)는 복수의 제1 전극(205)을 형성하기 위해 제1 전극 시트(201)를 커팅할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(205)은 음극일 수 있다.
예컨대, 제1 커터(111)는 제1 전극 시트(201) 상에 위치되어, z축 방향으로 상하 이동할 수 있다. 즉, 제1 전극 시트(201)를 커팅할 때 제1 커터(111)는 z축 방향을 따라 하강 이동하고, 제1 전극 시트(201)를 커팅하지 않을 때 제1 커터(111)는 z축 방향을 따라 상승 이동할 수 있다.
제1 커터(111)는 주기적으로 상하 이동할 수 있다. 주기는 제1 전극(205)의 폭에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 전극(205)의 폭이 클수록 주기가 커질 수 있다.
제1 커터(111)의 장축(112)은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향(y 방향)에 수직인 횡방향(x 방향)을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 커터(111)의 장축(112)의 길이는 적어도 제1 전극 시트(201)의 폭보다 클 수 있다. 따라서, 제1 커터(111)에 의해 횡방향을 따라 제1 전극 시트(201)가 1회의 커팅 공정에 의해 커팅될 수 있다. 즉, 제1 커터(111)가 1회의 상하 이동에 의해 제1 전극 시트(201)로부터 1개의 제1 전극(205)이 생성될 수 있다.
제1 카메라(113)는 제1 커터(111)의 전방에 설치되어 제1 전극 시트(201)에 대한 제1 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 제1 카메라(113)는 비전 카메라일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 카메라(113)는 제1 전극 시트(201)의 일 영역, 즉 영상 획득 영역(230)을 촬영하여 해당 영상 획득 영역(230)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
예컨대, 제1 카메라(113)는 적어도 제1 전극 시트(201)의 상측 및 하측의 경계 홈(202a, 202b)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 제1 카메라(113)는 제1 전극 시트(201)의 탭(201a)에 대한 영상을 추가로 획득할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 전극 시트(201)에는 일정 간격을 두고 탭(201a)이 위치되고, 일정 간격을 두고 상측 및 하측 각각에 경계 홈(202a, 202b)가 위치될 수 있다.
예컨대, 탭(201a)은 외부와 전기적으로 연결되기 위한 단자일 수 있다. 예컨대, 경계 홈(202a, 202b)은 제1 커터(111)에 의해 커팅될 위치를 식별하기 위한 것으로서, 경계 홈(202a, 202b)을 가로지르는 라인(206)을 따라 커팅되어야 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 노칭에 사용되는 펀칭이 틀어져, 해당 펀칭에 의해 생성된 제1 전극 시트(201) 또한 틀어진 형상, 즉 불특정 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제1 전극 시트(201)의 하측 및 상측 각각에 위치된 경계 홈(202a, 202b)을 가로지르는 라인(206)이 제1 커터(111)의 장축(112)의 방향(x 방향)인 횡방향과 상이할 수 있다. 여기서, 횡방향은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향에 수직인 방향일 수 있다. 즉, 기본적으로 제1 커터(111)의 장축(112)의 방향은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향의 수직 방향을 따라 배치되는데 반해, 제1 전극 시트(201)가 틀어진 경우 제1 전극 시트(201)의 하측 및 상측 각각의 경계 홈(202a, 202b)을 가로지르는 라인(206)은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향의 수직 방향, 즉 횡방향(x 방향)에 대해 대각선 방향으로 위치될 수 있다.
만일 제1 커터(111)에 의해 기본적으로 위치된 제1 전극 시트(201)의 진행 방향의 수직 방향을 따라 커팅되는 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 직사각형이 아닌 불특정 형상의 제1 전극(205)이 생성되고, 이는 곧 불량을 의미할 수 있다.
실시예에 따르면, 제1 커터(111)가 제1 전극 시트(201)의 틀어진 방향과 일치되도록 회전 이동된 상태에서 제1 커터(111)에 의해 제1 전극 시트(201)가 커팅됨으로써, 도 7a에 도시한 바와 같이 직사각형의 제1 전극(205)이 생성되어 불량이 방지되어 수율이 향상될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)는 제1 커터(111)에 연결될 수 있다.
제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116) 각각은 가이드(161, 162)를 구비하여, 가이드(161, 162)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 가이드(161, 162) 각각은 그 길이 방향, 즉 제1 전극 시트(201)의 진행 방향(y 방향)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 커터(111)는 가이드(161, 162) 각각의 길이 방향에 수직인 방향(x 방향)을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 커터(111)가 기본적으로 설정된 경우, 제1 커터(111)의 장축(112)의 방향(x 방향)과 가이드(161, 162) 각각의 길이 방향(y 방향)은 서로 수직일 수 있다. 예컨대, 제1 커터(111)가 회전 이동되는 경우, 제1 커터(111)의 장축(112)의 방향(x 방향)은 각각의 길이 방향에 대해 90도 미만이나 90도 초과하여 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 리니어 모터(115)는 제1 커터(111)의 장축(112)의 일측에 연결되고, 제2 리니어 모터(116)는 제1 커터(111)의 장축(112)의 타측에 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)는 제1 전극 시트(201)의 진행 방(y 방향)에서 전후로 선형 이동될 수 있다.
제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)는 개별적으로 구동 가능하다.
예컨대, 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)가 동일 방향으로 동일 거리로 선형 이동되는 경우, 제1 커터(111)는 y축 방향을 따라 장축(112)이 유지된 채 전방 또는 후방으로 선형 이동될 수 있다.
예컨대, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제1 리니어 모터(115)가 전방으로 선형 이동하고, 제2 리니어 모터(116)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 제1 커터(111)의 장축(112)의 일측은 전방으로 선형 이동되고 제1 커터(111)의 장축(112)의 타측은 후방으로 선형 이동되어 제1 커터(111)의 장축(112)은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향에 대해 90도를 초과한 각도(θ1)로 위치될 수 있다.
예컨대, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제1 리니어 모터(115)가 후방으로 선형 이동하고, 제2 리니어 모터(116)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 제1 커터(111)의 장축(112)의 일측은 후방으로 선형 이동되고 제1 커터(111)의 장축(112)의 타측은 전방으로 선형 이동되어 제1 커터(111)의 장축(112)은 제1 전극 시트(201)의 진행 방향에 대해 90 미만의 각도(θ2)로 위치될 수 있다.
제1 커팅 모듈(110)은 제1 및 제2 리니어 모터(115, 116)와 제1 커터(111) 사이에 배치되어 제1 및 제2 리니어 모터(115, 116)의 선형 이동을 회전 이동으로 변환하는 제1 변환부(117)를 더 포함할 수 있다.
제1 변환부(117)는 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)를 포함할 수 있다.
제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164) 각각의 중심에는 홀(166, 167)이 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 리니어 모터(115)는 제1 베어링(163)의 홀(166)에 체결되고, 제2 리니어 모터(116)는 제2 베어링(164)의 홀(167)에 체결될 수 있다.
예컨대, 제1 베어링(163)은 제1 커터(111)의 일측에 체결되고, 제2 베어링(164)은 제1 커터(111)의 타측에 체결될 수 있다.
예컨대, 제1 리니어 모터(115)에 의해 제1 리니어 모터(115)가 전방으로 선형 이동하고 제2 리니어 모터(116)에 의해 제2 리니어 모터(116)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 제1 변환부(117)의 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)에 의해 제1 커터(111)는 중심으로 기준으로 반시계 방향으로 회전 이동할 수 있다.
예컨대, 제1 리니어 모터(115)에 의해 제1 리니어 모터(115)가 후방으로 선형 이동하고 제2 리니어 모터(116)에 의해 제2 리니어 모터(116)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 제1 변환부(117)의 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)에 의해 제1 커터(111)는 중심으로 기준으로 시계 방향으로 회전 이동할 수 있다.
이와 같이, 제1 커터(111)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 이동되어, 제1 커터(111)의 장축(112)이 제1 전극 시트(201)의 틀어진 방향과 일치될 수 있다. 즉, 회전 이동된 제1 커터(111)의 장축(112)이 제1 전극 시트(201)의 틀어진 형상의 상측 및 하측 각각에 위치된 경계 홈(202a, 202b)을 가로지르는 라인(206)과 일치될 수 있다. 경계 홈(202a, 202b)을 가로지르는 라인(206)과 일치되도록 회전 이동된 제1 커터(111)에 의해 제1 전극 시트(201)가 커팅됨으로써, 도 7a에 도시한 바와 같이 직사각형의 제1 전극(205)이 생성될 수 있다.
한편, 제어부(150)는 제1 카메라(113)에 의해 획득된 제1 영상에 기초하여 제1 전극 시트(201)의 제1 틀어짐량을 획득하고, 상기 획득된 제1 틀어짐량에 따라 제1 커터(111)를 회전 이동하도록 제1 및 제2 리니어 모터(115, 116)를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부(150)는 제1 영상에서의 제1 전극 시트(201)의 탭(201a) 및 경계 홈(202a, 202b)의 좌표값을 산출하고, 상기 산출된 좌표값을 기 설정된 좌표값과 비교하여, 제1 전극 시트(201)의 틀어짐량을 획득할 수 있다. 기 설정된 좌표값은 정상적인 때의 제1 전극 시트(201)의 탭(201a) 및 경계 홈(202a, 202b)의 좌표값일 수 있다. 틀어짐량은 좌표 보정값으로서, 상기 산출된 좌표값과 기 설정된 좌표값 사이의 좌표 차이값일 수 있다.
제어부(150)는 틀어짐량에 따라 제1 및 제2 리니어 모터(115, 116)를 제어하여 제1 커터(111)를 회전 이동시킬 수 있다. 즉, 틀어짐량만큼 제1 커터(111)가 회전 이동되고, 회전 이동된 제1 커터(111)의 장축(112)이 제1 전극 시트(201)의 틀어진 형상의 상측 및 하측 각각에 위치된 경계 홈(202a, 202b)을 가로지는 라인과 일치될 수 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 전극 시트(201)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제1 전극(205)은 정렬된 후 제1 합치 모듈(120)로 이동될 수 있다.
제1 전극 시트(201)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제1 전극(205)에서 양 측면은 횡 방향(x 방향)을 벗어난 상태이다. 이 상태로 제1 합치 모듈(120)로 이동되어 하프 셀용 적층체(203)가 생성되는 경우, 하프 셀용 적층체(203)에서 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에서 제1 전극(205)이 여전히 횡 방향(x 방향)을 벗어난 채로 위치되므로, 나중에 제2 합치 모듈(140)에서 모노 셀을 생성하기 위해 커팅되는 경우, 상기 생성된 모노 셀에서 제1 및 제2 분리막(207, 208) 사이에서 적어도 하나 이상의 제1 전극(205)이 위치되어, 또다른 불량을 야기할 수 있다.
따라서, 제1 전극 시트(201)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제1 전극(205)의 상측 및 하측을 가로지는 방향이 횡 방향(x 방향)과 일치되도록 정렬된 후 제1 합치 모듈(120)로 이동될 수 있다.
[제2 커팅 모듈(130)]
제2 커팅 모듈(130)은 상술한 제1 커팅 모듈(110)의 구조와 유사하거나 동일할 수 있다.
제2 커팅 모듈(130)은 제2 커터(131), 제2 카메라(133), 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)을 포함할 수 있다. 제2 커팅 모듈(130)은 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제2 커터(131)는 복수의 제2 전극(215)을 형성하기 위해 제2 전극 시트(211)를 커팅할 수 있다. 예컨대, 제2 전극(215)은 양극일 수 있다.
예컨대, 제2 커터(131)는 제2 전극 시트(211) 상에 위치되어, z축 방향으로 상하 이동할 수 있다. 즉, 제2 전극 시트(211)를 커팅할 때 제2 커터(131)는 z축 방향을 따라 하강 이동하고, 제2 전극 시트(211)를 커팅하지 않을 때 제2 커터(131)는 z축 방향을 따라 상승 이동할 수 있다.
제2 커터(131)는 주기적으로 상하 이동할 수 있다. 주기는 제2 전극(215)의 폭에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 제2 전극(215)의 폭이 클수록 주기가 커질 수 있다.
제2 커터(131)의 장축(132)은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향(y 방향)에 수직인 횡방향(x 방향)을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 커터(131)의 장축(132)의 길이는 적어도 제2 전극 시트(211)의 폭보다 클 수 있다. 따라서, 제2 커터(131)에 의해 횡방향을 따라 제2 전극 시트(211)가 1회의 커팅 공정에 의해 커팅될 수 있다. 즉, 제2 커터(131)가 1회의 상하 이동에 의해 제2 전극 시트(211)로부터 1개의 제2 전극(215)이 생성될 수 있다.
제2 카메라(133)는 제2 커터(131)의 전방에 설치되어 제2 전극 시트(211)에 대한 제2 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 제2 카메라(133)는 비전 카메라일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제2 카메라(133)는 제2 전극 시트(211)의 일 영역, 즉 영상 획득 영역(240)을 촬영하여 해당 영상 획득 영역(240)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
예컨대, 제2 카메라(133)는 적어도 제2 전극 시트(211)의 상측 및 하측의 경계 홈(212a, 212b)에 대한 영상을 획득할 수 있다. 예컨대, 제2 카메라(133)는 제2 전극 시트(211)의 탭(211a)에 대한 영상을 추가로 획득할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 전극 시트(211)에는 일정 간격을 두고 탭(211a)이 위치되고, 일정 간격을 두고 상측 및 하측 각각에 경계 홈(202a, 202b)가 위치될 수 있다.
예컨대, 탭(211a)은 외부와 전기적으로 연결되기 위한 단자일 수 있다. 예컨대, 경계 홈(212a, 212b)은 제2 커터(131)에 의해 커팅될 위치를 식별하기 위한 것으로서, 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 라인(216)을 따라 커팅되어야 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 노칭에 사용되는 펀칭이 틀어져, 해당 펀칭에 의해 생성된 제2 전극 시트(211) 또한 틀어진 형상, 즉 불특정 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 제2 전극 시트(211)의 하측 및 상측 각각에 위치된 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 라인(216)이 제2 커터(131)의 장축(132)의 방향(x 방향)인 횡방향과 상이할 수 있다. 여기서, 횡방향은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향에 수직인 방향일 수 있다. 즉, 기본적으로 제2 커터(131)의 장축(132)의 방향은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향의 수직 방향을 따라 배치되는데 반해, 제2 전극 시트(211)가 틀어진 경우 제2 전극 시트(211)의 하측 및 상측 각각의 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 라인(216)은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향의 수직 방향, 즉 횡방향(x 방향)에 대해 대각선 방향으로 위치될 수 있다.
만일 제2 커터(131)에 의해 기본적으로 위치된 제2 전극 시트(211)의 진행 방향의 수직 방향을 따라 커팅되는 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 직사각형이 아닌 불특정 형상의 제2 전극(215)이 생성되고, 이는 곧 불량을 의미할 수 있다.
실시예에 따르면, 제2 커터(131)가 제2 전극 시트(211)의 틀어진 방향과 일치되도록 회전 이동된 상태에서 제2 커터(131)에 의해 제2 전극 시트(211)가 커팅됨으로써, 도 7a에 도시한 바와 같이 직사각형의 제2 전극(215)이 생성되어 불량이 방지되어 수율이 향상될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)는 제2 커터(131)에 연결될 수 있다.
제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136) 각각은 가이드(161, 162)를 구비하여, 가이드(161, 162)를 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다. 예컨대, 가이드(161, 162) 각각은 그 길이 방향, 즉 제2 전극 시트(211)의 진행 방향(y 방향)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제2 커터(131)는 가이드(161, 162) 각각의 길이 방향에 수직인 방향(x 방향)을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 커터(131)가 기본적으로 설정된 경우, 제2 커터(131)의 장축(132)의 방향(x 방향)과 가이드(161, 162) 각각의 길이 방향(y 방향)은 서로 수직일 수 있다. 예컨대, 제2 커터(131)가 회전 이동되는 경우, 제2 커터(131)의 장축(132)의 방향(x 방향)은 각각의 길이 방향에 대해 90도 미만이나 90도 초과하여 배치될 수 있다.
예컨대, 제3 리니어 모터(135)는 제2 커터(131)의 장축(132)의 일측에 연결되고, 제4 리니어 모터(136)는 제2 커터(131)의 장축(132)의 타측에 연결될 수 있다.
예컨대, 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)는 제2 전극 시트(211)의 진행 방향(y 방향)에서 전후로 선형 이동될 수 있다.
제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)는 개별적으로 구동 가능하다.
예컨대, 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)가 동일 방향으로 동일 거리로 선형 이동되는 경우, 제2 커터(131)는 y축 방향을 따라 장축(112)이 유지된 채 전방 또는 후방으로 선형 이동될 수 있다.
예컨대, 도 8a에 도시한 바와 같이, 제3 리니어 모터(135)가 전방으로 선형 이동하고, 제4 리니어 모터(136)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 제2 커터(131)의 장축(132)의 일측은 전방으로 선형 이동되고 제2 커터(131)의 장축(132)의 타측은 후방으로 선형 이동되어 제2 커터(131)의 장축(132)은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향에 대해 90도를 초과한 각도(θ1)로 위치될 수 있다.
예컨대, 도 8b에 도시한 바와 같이, 제3 리니어 모터(135)가 후방으로 선형 이동하고, 제4 리니어 모터(136)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 제2 커터(131)의 장축(132)의 일측은 후방으로 선형 이동되고 제2 커터(131)의 장축(132)의 타측은 전방으로 선형 이동되어 제2 커터(131)의 장축(132)은 제2 전극 시트(211)의 진행 방향에 대해 90 미만의 각도(θ2)로 위치될 수 있다.
제2 커팅 모듈(130)은 제3 및 제4 리니어 모터(135, 136)와 제2 커터(131) 사이에 배치되어 제3 및 제4 리니어 모터(135, 136)의 선형 이동을 회전 이동으로 변환하는 제2 변환부(137)를 더 포함할 수 있다.
제2 변환부(137)는 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)를 포함할 수 있다.
제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164) 각각의 중심에는 홀(166, 167)이 형성될 수 있다. 예컨대, 제3 리니어 모터(135)는 제1 베어링(163)의 홀(166)에 체결되고, 제4 리니어 모터(136)는 제2 베어링(164)의 홀(167)에 체결될 수 있다.
예컨대, 제1 베어링(163)은 제2 커터(131)의 일측에 체결되고, 제2 베어링(164)은 제2 커터(131)의 타측에 체결될 수 있다.
예컨대, 제3 리니어 모터(135)에 의해 제3 리니어 모터(135)가 전방으로 선형 이동하고 제4 리니어 모터(136)에 의해 제4 리니어 모터(136)가 후방으로 선형 이동하는 경우, 제2 변환부(137)의 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)에 의해 제2 커터(131)는 중심으로 기준으로 반시계 방향으로 회전 이동할 수 있다.
예컨대, 제3 리니어 모터(135)에 의해 제3 리니어 모터(135)가 후방으로 선형 이동하고 제4 리니어 모터(136)에 의해 제4 리니어 모터(136)가 전방으로 선형 이동하는 경우, 제2 변환부(137)의 제1 베어링(163) 및 제2 베어링(164)에 의해 제2 커터(131)는 중심으로 기준으로 시계 방향으로 회전 이동할 수 있다.
이와 같이, 제2 커터(131)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전 이동되어, 제2 커터(131)가 제2 전극 시트(211)의 틀어진 방향과 일치될 수 있다. 즉, 회전 이동된 제2 커터(131)의 장축(132)이 제2 전극 시트(211)의 틀어진 형상의 상측 및 하측 각각에 위치된 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 라인(216)과 일치될 수 있다. 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 라인(216)과 일치되도록 회전 이동된 제2 커터(131)에 의해 제2 전극 시트(211)가 커팅됨으로써, 도 7a에 도시한 바와 같이 직사각형의 제2 전극(215)이 생성될 수 있다.
한편, 제어부(150)는 제2 카메라(133)에 의해 획득된 제2 영상에 기초하여 제2 전극 시트(211)의 제2 틀어짐량을 획득하고, 상기 획득된 제2 틀어짐량에 따라 제2 커터(131)를 회전 이동하도록 제3 및 제4 리니어 모터(135, 136)를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부(150)는 제2 영상에서의 제2 전극 시트(211)의 탭(211a) 및 경계 홈(212a, 212b)의 좌표값을 산출하고, 상기 산출된 좌표값을 기 설정된 좌표값과 비교하여, 제2 전극 시트(211)의 틀어짐량을 획득할 수 있다. 기 설정된 좌표값은 정상적인 때의 제2 전극 시트(211)의 탭(211a) 및 경계 홈(212a, 212b)의 좌표값일 수 있다. 틀어짐량은 좌표 보정값으로서, 상기 산출된 좌표값과 기 설정된 좌표값 사이의 좌표 차이값일 수 있다.
제어부(150)는 틀어짐량에 따라 제3 및 제4 리니어 모터(135, 136)를 제어하여 제2 커터(131)를 회전 이동시킬 수 있다. 즉, 틀어짐량만큼 제2 커터(131)가 회전 이동되고, 회전 이동된 제2 커터(131)의 장축(132)이 제2 전극 시트(211)의 틀어진 형상의 상측 및 하측 각각에 위치된 경계 홈(212a, 212b)을 가로지는 라인과 일치될 수 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 전극 시트(211)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제2 전극(215)은 정렬된 후 제2 합치 모듈(140)로 이동될 수 있다.
제2 전극 시트(211)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제2 전극(215)에서 양 측면은 횡 방향(x 방향)을 벗어난 상태이다. 이 상태로 제2 합치 모듈(140)로 이동되어 하프 셀용 적층체(203)가 생성되는 경우, 하프 셀용 적층체(203)에서 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에서 제2 전극(215)이 여전히 횡 방향(x 방향)을 벗어난 채로 위치되므로, 나중에 제2 합치 모듈(140)에서 모노 셀을 생성하기 위해 커팅되는 경우, 상기 생성된 모노 셀에서 제1 및 제2 분리막(207, 208) 사이에서 적어도 하나 이상의 제2 전극(215)이 위치되어, 또다른 불량을 야기할 수 있다.
따라서, 제2 전극 시트(211)의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제2 전극(215)의 상측 및 하측을 가로지는 방향이 횡 방향(x 방향)과 일치되도록 정렬된 후 제2 합치 모듈(140)로 이동될 수 있다.
[제1 커팅 모듈(110)의 동작 방법]
도 9은 실시예에 따른 이차전지 제조 장치에서 제1 커팅 모듈의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 제1 커팅 모듈(110)에 제1 전극 시트(201)가 입고될 수 있다(S310).
제1 전극 시트(201)가 커터로 이동되기 전에 제1 카메라(113)에 의해 제1 전극 시트(201)의 영상 획득 영역(230)에 대한 제1 영상이 획득될 수 있다(S320).
제1 영상에는 제1 전극 시트(201)의 상측 및 하측의 경계 홈(212a, 212b)이 포함될 수 있다.
제어부(150)는 제1 영상에 기초하여 제1 전극 시트(201)의 제1 틀어짐량을 획득할 수 있다(S330).
제어부(150)는 제1 틀어짐량에 따라 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)를 제어할 수 있다(S340). 예컨대, 제1 틀어짐량에 따라 제1 리니어 모터(115)는 전방 또는 후방으로 선형 이동되고, 제2 리니어 모터(116)는 전방 또는 후방으로 선형 이동될 수 있다.
이와 같이, 제1 리니어 모터(115)와 제2 리니어 모터(116)가 제어됨으로써, 제1 커터(111)의 장축(112)의 방향이 제1 전극 시트(201)의 틀어짐 방향과 일치될 수 있다. 틀어짐 방향은 제1 전극 시트(201)의 상측 및 하측의 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 방향일 수 있다.
제1 커터(111)의 장축(112)은 기본적으로 제1 전극 시트(201)의 진행 방향에 수직인 방향, 즉 횡방향(x 방향)으로 설정될 수 있다.
제1 전극 시트(201)의 틀어짐 방향은 횡방향(x 방향)에 대해 대각선 방향일 수 있다. 따라서, 제1 리니어 모터(115) 및 제2 리니어 모터(116)가 제어됨으로써, 제1 커터(111)의 장축(112)이 제1 전극(205)의 틀어짐 방향, 즉 대각선 방향과 일치되도록 제1 커터(111)가 회전 이동될 수 있다(S350).
제1 커터(111)에 의해 제1 전극 시트(201)가 커팅되어 복수의 제1 전극(205)이 생성될 수 있다(S360).
제1 전극(205)의 커팅된 측면이 횡방향(x 방향)을 따라 위치되도록 상기 커팅된 제1 전극(205)이 정렬될 수 있다(S370).
이와 같이 정렬된 제1 전극(205)이 제1 합치 모듈로 이동됨으로써, 제1 합치 모듈에서 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 제1 전극(205)이 오정렬되어 발생되는 불량이 발생될 수 있다. 즉, 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 제1 전극(205)이 오정렬되는 경우, 제1 분리막(207), 복수의 제1 전극(205) 및 제2 분리막(208)으로 구성된 하프 셀용 적층체(203)가 제2 합치 모듈(140)에서 제2 전극(215)과 함께 커팅되어 모노 셀이 생성될 수 있다.
이러한 경우, 통상 모노 셀에는 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 한 개의 제1 전극(205)이 배치되어야 하는데, 제1 분리막(207)과 제2 분리막(208) 사이에 제1 전극(205)이 오정렬된 상태로 커팅되어 모노 셀이 생성되는 경우 모노 셀에 적어도 하나 이상의 제1 전극(205)이 서로 이격되어 배치되어 모노 셀 불량을 야기할 수 있다.
[제2 커팅 모듈(130)의 동작 방법]
도 10는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치에서 제2 커팅 모듈의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4, 도 5 및 도 10을 참조하면, 제2 커팅 모듈(130)에 제2 전극 시트(211)가 입고될 수 있다(S410).
제2 전극 시트(211)가 커터로 이동되기 전에 제2 카메라(133)에 의해 제2 전극 시트(211)의 영상 획득 영역(240)에 대한 제2 영상이 획득될 수 있다(S420).
제2 영상에는 제2 전극 시트(211)의 상측 및 하측의 경계 홈(212a, 212b)이 포함될 수 있다.
제어부(150)는 제2 영상에 기초하여 제2 전극 시트(211)의 제2 틀어짐량을 획득할 수 있다(S430).
제어부(150)는 제2 틀어짐량에 따라 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)를 제어할 수 있다(S440).
예컨대, 제2 틀어짐량에 따라 제3 리니어 모터(135)는 전방 또는 후방으로 선형 이동되고, 제4 리니어 모터(136)는 전방 또는 후방으로 선형 이동될 수 있다.
이와 같이, 제3 리니어 모터(135)와 제4 리니어 모터(136)가 제어됨으로써, 제2 커터(131)의 장축(132)의 방향이 제2 전극 시트(211)의 틀어짐 방향과 일치될 수 있다. 틀어짐 방향은 제2 전극 시트(211)의 상측 및 하측의 경계 홈(212a, 212b)을 가로지르는 방향일 수 있다.
제2 커터(131)의 장축(132)은 기본적으로 제2 전극 시트(211)의 진행 방향에 수직인 방향, 즉 횡방향(x 방향)으로 설정될 수 있다.
제2 전극 시트(211)의 틀어짐 방향은 횡방향(x 방향)에 대해 대각선 방향일 수 있다. 따라서, 제3 리니어 모터(135) 및 제4 리니어 모터(136)가 제어됨으로써, 제2 커터(131)의 장축(132)이 제2 전극(215)의 틀어짐 방향, 즉 대각선 방향과 일치되도록 제2 커터(131)가 회전 이동될 수 있다(S450).
제2 커터(131)에 의해 제2 전극 시트(211)가 커팅되어 복수의 제2 전극(215)이 생성될 수 있다(S460).
제2 전극(215)의 커팅된 측면이 횡방향(x 방향)을 따라 위치되도록 상기 커팅된 제2 전극(215)이 정렬될 수 있다(S470).
이와 같이 정렬된 제2 전극(215)이 제2 합치 모듈(140)로 이동됨으로써, 제2 합치 모듈(140)에서 하프 셀용 적층체(203) 상에 제2 전극(215)이 오정렬되어 발생되는 불량이 발생될 수 있다 하프 셀용 적층체(203) 상에 제2 전극(215)이 오정렬되는 경우, 하프 셀용 적층체(203)과 제2 전극(215)으로 구성된 모노 셀용 적층체(213)가 커팅되어 모노 셀이 생성될 수 있다.
이러한 경우, 통상 모노 셀은 하프 셀 상에 한 개의 제2 전극(215)이 배치되어야 하는데, 하프 셀 상에 제2 전극(215)이 오정렬된 상태로 커팅되어 모노 셀이 생성되는 경우 모노 셀에 적어도 하나 이상의 제2 전극(215)이 서로 이격되어 배치되어 하프 셀 불량을 야기할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
100: 이차전지 제조 장치
110: 제1 커팅 모듈
111: 제1 커터
112, 132: 장축
113: 제1 카메라
115, 116: 리니어 모터
117: 제1 변환부
120: 제1 합치 모듈
121: 닙롤
130: 제2 커팅 모듈
131: 제2 커터
133: 제2 카메라
135, 136: 리니어 모터
137: 제2 변환부
140: 제2 합치 모듈
141: 롤러
150: 제어부
161, 162: 가이드
163, 164: 베어링
166, 167: 홀
201: 제1 전극 시트
201a, 211a: 탭
202a, 202b, 212a, 212b: 경계 홈
203: 하프 셀용 적층체
205: 제1 전극
206, 216: 경계 홈을 가로지르는 라인
207, 208: 분리막
211: 제2 전극 시트
213: 모노 셀용 적층체
215: 제2 전극
230, 240, 250: 영상 획득 영역

Claims (10)

  1. 제1 전극 시트로부터 복수의 제1 전극을 생성하는 제1 커팅 모듈;
    상기 복수의 제1 전극 아래 및 위로 제1 및 제2 분리막을 합치하여 하프 셀용 적층체를 생성하는 제1 합치 모듈;
    제2 전극 시트로부터 복수의 제2 전극을 생성하는 제2 커팅 모듈;
    상기 하프 셀용 적층체의 상기 제2 분리막 상에 상기 복수의 제2 전극을 배치하여 모노 셀용 적층체를 생성하는 제2 합치 모듈; 및
    제어부를 포함하고,
    상기 제1 커팅 모듈은,
    상기 복수의 제1 전극을 생성하기 위해 상기 제1 전극 시트를 커팅하는 제1 커터;
    상기 제1 커터의 전방에 설치되어 상기 제1 전극 시트에 대한 제1 영상을 획득하는 제1 카메라;
    상기 제1 커터의 양측에 연결되고, 상기 획득된 제1 영상에 기초하여 상기 제1 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 상기 제1 전극 시트가 커팅되도록 상기 제1 커터를 회전 이동시키는 제1 및 제2 리니어 모터; 및
    상기 제1 및 제2 리니어 모터와 상기 제1 커터 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 리니어 모터의 선형 이동을 회전 이동으로 변환하는 제1 변환부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제1 영상으로부터 상기 제1 전극 시트의 탭과 경계 홈의 좌표값을 산출하고, 상기 산출한 좌표값과 기 설정된 좌표값을 비교하여 상기 제1 전극 시트의 틀어짐량을 획득하며, 상기 틀어짐량만큼 상기 제1 커터를 회전 이동시켜 상기 제1 전극 시트의 틀어진 형상의 상측 및 하측 각각에 위치한 경계 홈을 가로지르는 라인과 일치하도록 상기 제1 및 제2 리니어 모터를 제어하고,
    상기 제1 및 제2 리니어 모터는, y축 방향을 따라 전방 또는 후방으로 선형 이동하고,
    상기 제1 커터의 장축은, 일측이 상기 제1 리니어 모터에 연결되고 타측이 상기 제2 리니어 모터에 연결되어 x축 방향으로 배치되며,
    상기 제1 변환부는, 상기 제1 리니어 모터와 상기 제1 커터의 장축의 일측에 체결되는 제1 베어링과, 상기 제2 리니어 모터와 상기 제2 커터의 장축의 타측에 체결되는 제2 베어링을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 전극 시트의 경계 홈을 가로지르는 라인이 상기 제1 전극 시트의 진행 방향에 대해 90도를 초과한 각도를 가지면 상기 제1 리니어 모터를 전방으로 선형 이동시키고 상기 제2 리니어 모터를 후방으로 선형 이동시켜 상기 제1 커터의 장축이 상기 제1 전극 시트의 진행 방향에 대해 상기 90도를 초과한 각도로 위치하도록 회전 이동시키고,
    상기 제1 전극 시트의 경계 홈을 가로지르는 라인이 상기 제1 전극 시트의 진행 방향에 대해 90도 미만인 각도를 가지면 상기 제1 리니어 모터를 후방으로 선형 이동시키고 상기 제2 리니어 모터를 전방으로 선형 이동시켜 상기 제1 커터의 장축이 상기 제1 전극 시트의 진행 방향에 대해 상기 90도 미만인 각도로 위치하도록 회전 이동시키는
    이차전지 제조 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 카메라는 적어도 상기 제1 전극 시트의 상측 및 하측의 경계 홈에 대한 영상을 획득하는
    이차전지 제조 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제1 전극은 정렬 된후 상기 제1 합치 모듈로 이동되는
    이차전지 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 커팅 모듈은,
    상기 복수의 제2 전극을 생성하기 위해 상기 제2 전극 시트를 커팅하는 제2 커터;
    상기 제2 커터의 전방에 설치되어 상기 제2 전극 시트에 대한 제2 영상을 획득하는 제2 카메라; 및
    상기 제2 커터의 양측에 연결되고, 상기 획득된 제2 영상에 기초하여 상기 제2 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 상기 제2 전극 시트가 커팅되도록 상기 제2 커터를 회전 이동시키는 제3 및 제4 리니어 모터를 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 커팅 모듈은,
    상기 제3 및 제4 리니어 모터와 상기 제2 커터 사이에 배치되어 상기 제3 및 제4 리니어 모터의 선형 이동을 회전 이동으로 변환하는 제2 변환부를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 카메라는 적어도 상기 제2 전극 시트의 상측 및 하측의 경계 홈에 대한 영상을 획득하는
    이차전지 제조 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 영상에 기초하여 상기 제2 전극 시트의 제2 틀어짐량을 획득하고,
    상기 획득된 제2 틀어짐량에 따라 상기 제2 커터를 회전 이동하도록 상기 제3 및 제4 리니어 모터를 제어하는
    이차전지 제조 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 전극 시트의 틀어진 방향을 따라 커팅된 제2 전극은 정렬 된후 상기 제2 합치 모듈로 이동되는
    이차전지 제조 장치.
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