KR20040079533A - 와인딩 타입의 셀 스태킹머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 전지의 아노드, 캐소드 및 아노드와 캐소드 사이의 세퍼레이터를 롤 형태로 말아 제작하는 와인딩 타입의 셀 스태킹머신에 관한 것이다.

Description

와인딩 타입의 셀 스태킹머신{Winding type cell stacking machine}

본 발명은 와인딩 타입의 셀 스태킹머신에 관한 것으로, 구체적으로는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 전지의 아노드, 캐소드 및 아노드와 캐소드 사이의 세퍼레이터를 롤 형태로 말아 제작하는 와인딩 타입의 셀 스태킹머신에 관한 것이다.

종래에는 이와 같은 전지를 제작할 경우, 아노드와 캐소드를 커팅된 상태로 낱장씩 트레이에 다수 준비해놓고, 또한 아노드와 캐소드 사이사이에 세퍼레이터라는 필름을 삽입시키는 방식으로 셀을 제작하는 것이 일반적이었다. 그러나, 이와 같이 셀을 제조할 경우에는 셀을 한장씩 제작할 수 밖에 없어 그 생산성이 극히 떨어지는 문제가 있었다.

한편, 이런 문제를 극복하기 위해 세퍼레이터 필름을 연속적으로 권출하고,이 필름에 아노드와 캐소드를 일정한 순서와 간격으로 배열하고 접착한 다음 세퍼레이터 필름과 극판들을 권취하여 전지를 제조하는 방법이 제시되었다. 이와 같이 전지를 제작할 경우, 연속공정으로 전지를 생산할 수 있어서 생산성과 수율이 획기적으로 향상될 수 있다.

그러나, 이런 방법을 이용해 전지를 와인딩 타입으로 제조할 수 있는 장치는 개발되지 않은 형편이었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 종래 이론적으로 제시된 와인딩 타입의 셀 제작방법을 구체적으로 구현할 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 셀스태킹 머신의 정면도;

도 2는 도 1의 평면도;

도 3은 본 발명에 따라 생산된 와인딩타입 셀의 측면도.

본 발명은 이런 목적을 달성하기 위해, 목적은, 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 전지의 아노드, 캐소드 및 아노드와 캐소드 사이의 세퍼레이터를 롤 형태로 말아 제작하는 와인딩 타입의 셀 스태킹머신에 있어서:

세퍼레이터 필름이 롤 형태로 말려있고, 세퍼레이터가 풀리면서 연속적으로 세퍼레이터를 필름 형태로 이송하기 위한 언와인더(10);

상기 언와인더(10) 하류측에 배치되고, 인장상태로 이송되는 세퍼레이터의 중심을 맞춰주기 위한 EPC라고 불리우는 필름센터링 유니트(12);

상기 필름센터링 유니트(12)를 통과한 필름의 하류측 상부에 배치되고 이송중인 세퍼레이터 필름 윗면에 접착액을 분사하기 위한 디스펜서(14);

디스펜서(14)를 통과한 세퍼레이터 필름의 이송로의 양측에 다수개 적당한 간격으로 나란히 배열되고, 각각에 대해 극판(아노드 또는 캐소드)이 상하 적층상태로 다수개 적재되어 있는 셀매거진(16);

세퍼레이터 이송로를 중심으로 양측에 배치된 다수개의 셀매거진(16)에 대응되게 셀매거진(16)과 이송로 사이에 배치되고, 셀매거진(16)에서 옮겨진 극판이 정위치되는 다수의 셀센터링 유니트들(18);

상기 셀매거진(16)에서 극판을 픽업하여 셀센터링 유니트(18)에 놓고, 그와 동시에 셀센터링 유니트(18)에서 극판을 픽업하여 상기 세퍼레이터 필름에 놓기 위한 셀로더(20);

극판들이 놓인 세퍼레이터의 길이방향을 따라 기다랗게 배치되고, 세퍼레이터, 극판 및 접착제를 가열하여 극판들을 세퍼레이터에 접착시키기 위한 히터(22);

상기 이송중인 세퍼레이터 필름의 전단부를 클램핑하여 필름 전체를 인장상태로 당겨주고, 극판의 폭에 해당하는 1피치씩 당겨주기 위한 피더(24);

윗면에 다수개의 극판들이 적당한 간격으로 정위치되어 접착되어 있는 필름을 절단하기 위해, 상기 히터(22)와 피더(24) 사이에 배치되어 있는 필름커터(26); 및

필름커터(26)에 의해 절단된 필름의 후단부를 클램핑하고, 절단된 필름 전체를 롤 형태로 말아주기 위한 와인더(28);를 포함하는 와인딩타입의 셀 스태킹 머신을 제공한다.

본 발명에 따른 셀스태킹 머신에 잇어서, 필름 이송로 양쪽에 배치된 상기다수의 셀매거진(16)과 셀 센터링유니트(18)이 필름 이송로를 중심으로 서로 맞은편 매거진과 센터링 유니트들 사이사이에 배치되어, 한쪽의 각각의 셀매거진(16)은 반대쪽 셀매거진들(16) 사이사이에 또 한쪽의 센터링유니트들(18)도 반대쪽 센터링유니트들(18)의 사이사이에 배치되고, 같은 쪽의 셀매거진(16)과 센터링유니트(18)는 서로 대응되게 배치되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 셀스태킹 머신의 정면도이다.

도시된 바와 같이, 장치의 전단부에는 세퍼레이터 언와인더(10)가 장착되고, 이 언와인더(10)에는 세퍼레이터 필름이 롤 형태로 말려있으며, 후술하는 피더(24)에 의해 세퍼레이터 필름의 전단부가 클램핑되어 1피치씩 전진한다. 여기서 1피치는 1개의 셀의 폭에 해당하는 간격을 말한다. 언와인더(10)에서 풀린 세퍼레이터 필름은 인장상태로 하류측에 배치된 필름센터링 유니트(12)를 통과한다. 세퍼레이터 필름은 이 유니트(12)를 통과하면서 중심을 맞추면서 정위치로 이송되게 된다. 유니트(12)를 통과한 세퍼레이터 필름은 수평상태로 1피치씩 이송되고, 이때 센터링유니트(12) 바로 뒷쪽의 상부에 배치된 디스펜서(14)가 세퍼레이터 필름 위를 이동하면서 접착액을 세퍼레이터 필름에 접착제를 도포한다. 디스펜서(14)는 터치노즐 형태가 바람직하고, 접착제를 세퍼레이터 윗면에 도트 방식으로 분사해준다.

도 2는 본 발명에 따른 셀스태킹 머신의 평면도이다.

도시된 바와 같이, 디스펜서(14)를 통과한 세퍼레이터 필름의 이송로 양쪽에는 다수의 셀매거진(16)과 셀센터링 유니트(18)가 배열된다.

이송로 한쪽의 셀매거진(16)과 셀센터링 유니트(18)는 각각 서로 대응되게 배치되는 것이 바람직하다. 각각의 셀매거진(16)은 상하로 기다란 박스형태로서, 각각의 매거진에는 전지를 구성하는 극판, 즉 아노드와 캐소드들이 상하로 적재되어 있다. 물론, 하나의 매거진에는 아노드만 적재되거나 캐소드만 적재된다. 어떤 매거진에 아노드를 적재하거나 캐소드를 적재하는 가 하는가는 세퍼레이터 필름에 배치되는 아노드와 캐소드의 위치에 맞도록 하면 된다.

각각의 셀매거진에 대응되는 위치로 세퍼레이터 필름 이송로와 셀매거진 사이에는 다수의 셀센터링 유니트(18)가 배치된다. 후술하는 바와 같이, 아노드 또는 캐소드는 셀매거진(16)에서 픽업되어 셀 센터링 유니트(18)에 적재되고, 이곳에서 각각의 극판은 정위치로 포지셔닝된다.

한편, 생산성을 두배로 높이기 위해, 세퍼레이터 필름의 양쪽으로부터 동시에 극판을 세퍼레이터에 적재하는 것이 바람직하다. 따라서, 동일한 셀매거진(16)과 셀센터링 유니트(18)를 필름 이송로 반대쪽에도 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우, 필름에 적재되는 극판들이 서로 중첩되지 않도록 필름 양쪽의 셀매거진들(16)은 반대쪽의 매거진들 사이사이에 배치되고, 센터링유니트들(18)도 마찬가지로 반대쪽의 유니트들(18) 사이사이에 배치되는 것이 바람직하다. 이렇게 매거진(16)과 유니트를 배치하면 필름의 양쪽에서 동시에 극판들을 필름에 적재할 수 있으므로, 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

상기 디스펜서(14)의 하류쪽으로 세퍼레이터 필름 위에는 셀로더(20)가 배치된다. 셀로더(20)는 각각의 셀매거진(16)에서 극판을 픽업하여 셀센터링 유니트(18)에 놓고, 그와 동시에 셀센터링 유니트(18)에서 극판을 픽업하여 상기 세퍼레이터 필름에 놓기 위한 것이다. 또, 극판들이 놓인 세퍼레이터의 길이방향을 따라 세퍼레이터 필름 하부에는 히터(22)가 배치된다. 따라서, 세퍼레이터, 극판 및 접착제가 히터(22)에 의해 가열되어, 극판들이 세퍼레이터에 안정되게 접착된다.

전술한 바와 같이, 이송중인 세퍼레이터 필름의 전단부는 피더(24)에 의해 클램핑된다. 이 피더(24)는 셀로더(20)가 세퍼레이터 필름에 극판들을 놓은 다음 세퍼레이터 필름을 1피치씩 당겨준다.

이렇게 다수개의 극판들이 적당한 간격으로 정위치되어 접착된 세퍼레이터 필름은 앞으로 전진하게 되고, 앞으로 전진된 필름의 후단부를 필름커터(26)가 절단하게 된다. 그 절단 길이는 필름을 롤 형태로 말았을 때 하나의 셀을 형성할 정도로 하면 된다. 절단된 필름의 후단부의 극판과 세퍼레이터를 함께 와인더(28)가 클램핑한 다음 극판 단위로 폴딩하게 된다.

이렇게 폴딩되어 완성된 셀의 형태가 도 3에 도시되어 있다.

도 3에 도시된 형태의 셀의 양측 필름을 절단하면 하나의 셀이 완성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 와인딩타입 셀스태킹머신에 의하면, 아노드, 캐소드를 적당한 간격으로 세퍼레이터 필름에 자동으로 배치하면서 권취하여 셀을 제작할 수 있으므로, 셀 제작공정에 있어서의 생산성과 수율이 종래에 비해대폭적으로 향상된다.

Claims (2)

1. 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 전지의 아노드, 캐소드 및 아노드와 캐소드 사이의 세퍼레이터를 롤 형태로 말아 제작하는 와인딩 타입의 셀 스태킹머신에 있어서:

   세퍼레이터 필름이 롤 형태로 말려있고, 세퍼레이터가 풀리면서 연속적으로 세퍼레이터를 필름 형태로 이송하기 위한 언와인더(10);

   상기 언와인더(10) 하류측에 배치되고, 인장상태로 이송되는 세퍼레이터의 중심을 맞춰주기 위한 필름센터링 유니트(12);

   상기 필름센터링 유니트(12)를 통과한 필름의 하류측 상부에 배치되고 이송중인 세퍼레이터 필름 윗면에 접착액을 분사하기 위한 디스펜서(14);

   디스펜서(14)를 통과한 세퍼레이터 필름의 이송로의 양측에 다수개 적당한 간격으로 나란히 배열되고, 각각에 대해 극판(아노드 또는 캐소드)이 상하 적층상태로 다수개 적재되어 있는 셀매거진(16);

   세퍼레이터 이송로를 중심으로 양측에 배치된 다수개의 셀매거진(16)에 대응되게 셀매거진(16)과 이송로 사이에 배치되고, 셀매거진(16)에서 옮겨진 극판이 정위치되는 다수의 셀센터링 유니트들(18);

   상기 셀매거진(16)에서 극판을 픽업하여 셀센터링 유니트(18)에 놓고, 그와 동시에 셀센터링 유니트(18)에서 극판을 픽업하여 상기 세퍼레이터 필름에 놓기 위한 셀로더(20);

   극판들이 놓인 세퍼레이터의 길이방향을 따라 세퍼레이터 필름의 하부에 기다랗게 배치되고, 세퍼레이터, 극판 및 접착제를 가열하여 극판들을 세퍼레이터에 접착시키기 위한 히터(22);

   상기 이송중인 세퍼레이터 필름의 전단부를 클램핑하여 필름 전체를 인장상태로 당겨주고, 극판의 폭에 해당하는 1피치씩 당겨주기 위한 피더(24);

   윗면에 다수개의 극판들이 적당한 간격으로 정위치되어 접착되어 있는 필름을 절단하기 위해, 상기 히터(22)와 피더(24) 사이에 배치되어 있는 필름커터(26); 및

   필름커터(26)에 의해 절단된 필름의 후단부를 클램핑하고, 절단된 필름 전체를 롤 형태로 말아주기 위한 와인더(28);를 포함하는 것을 특징으로 하는 와인딩타입의 셀 스태킹 머신.
2. 제1항에 있어서, 필름 이송로 양쪽에 배치된 상기 다수의 셀매거진(16)과 셀 센터링유니트(18)이 필름 이송로를 중심으로 서로 맞은편 매거진과 센터링 유니트들 사이사이에 배치되어, 한쪽의 각각의 셀매거진(16)은 반대쪽 셀매거진들(16) 사이사이에 또 한쪽의 센터링유니트들(18)도 반대쪽 센터링유니트들(18)의 사이사이에 배치되고, 같은 쪽의 셀매거진(16)과 센터링유니트(18)는 서로 대응되게 배치되는 것을 특징으로 하는 셀스태킹 머신.