KR20130016516A - 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 관한 것으로서, 레이저빔을 금속 박판 상의 원하는 위치로 편향시키기 위한 빔 편향부와, 상기 금속 박판을 지지하며 상기 금속 박판을 평면상의 임의의 위치로 이송시키기 위한 이송유닛을 이용하여, 상기 이송유닛에 의해 상기 금속 박판이 이송되는 방향과 반대 방향으로 형성된 제1벡터, 상기 빔 편향부에 의해 상기 레이저빔이 편향되는 방향으로 형성된 제2벡터 및 상기 제1벡터와 상기 제2벡터를 합한 제3벡터 중 하나가 레이저빔의 속도 벡터가 되어, 상기 금속 박판에서 절단해야 하는 절단 궤적을 따라 레이저빔을 이동하며 상기 금속 박판을 절단하고, 400 ㎜ X 400 ㎜ 이상의 크기를 가지는 금속 박판을 50 ㎛ 이하의 스팟 사이즈를 가지는 레이저빔으로 절단하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법{METHOD FOR CUTTING ELECTRODE OF SECONDARY BATTERY USING LASER}

본 발명은 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지용 전극으로 이용되는 금속 박판 및 활물질에 레이저빔을 조사하여 원하는 형상으로 절단하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 관한 것이다.

모바일 기술에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 연구가 행해지고 있다.

일반적으로, 이차전지는 집전체의 표면에 활물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하고 그 사이에 분리막을 개재하여 전극 조립체를 만든 후, 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 전극 조립체에 주로 액체 전해질을 주입 또는 합침시키거나 고체 전해질을 사용하여 제조된다.

여기서, 전극 조립체는 외형 케이스의 크기 및 형태와 사용되는 분야에서 요구되는 용량에 따라 다양한 크기로 제조되는데, 그러기 위해서는 전극 조립체를 구성하는 전극을 소정의 크기로 절단하는 공정이 필수적이다.

전극의 절단공정으로는 다이와 펀치를 이용한 전단금형 기술이 많이 사용되고 있으나, 상기의 방법으로 금속 집전체와 활물질층으로 구성된 전극을 절단할 경우, 다음과 같은 문제점이 발생한다.

우선, 전단금형으로 전극을 절단할 경우, 전극의 전단면을 매끄럽게 하기 위하여 금형을 주기적으로 연마해주어야 하는 번거로움이 발생한다. 또한, 금형을 아무리 주기적으로 연마를 해준다 하더라도, 전극의 단부에 버(burr)가 발생할 가능성이 높기 때문에 이차전지의 안전성에 문제가 발생할 수도 있다. 즉, 전극의 단부에 발생한 버는 전지의 조립과정 또는 작동 중 주기적인 팽창 및 수축 과정에서 분리막을 관통하여 반대 전극에 접촉함으로써 내부 단락을 유발할 수 있다. 또한, 절단하는 과정에서 주로 탄소로 이루어진 활물질이 전단금형에 남게 되고, 이러한 성분들은 금형을 부식시키기 때문에, 금형의 수명을 연장하기 위해서도 자주 세정해야 하는 불편함이 있다.

또한, 전단금형은 그 형태가 일정하기 때문에 다양한 크기 및 형태의 전극을 재단하는데 어려움이 있으므로, 새로운 크기 및 형태의 전극을 절단하기 위해서는 새로운 금형을 다시 제조해야 하므로 제조비용이 증가하는 단점이 있다.

또한, 전단금형으로 전극을 절단할 경우, 전극의 절단 과정에서 다소 많은 량의 전극 분진이 발생하므로, 이러한 다량의 전극 분진은 전지에 혼입되어 전지의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저빔을 이용하여 전극을 절단함으로써 절단 공정을 용이하게 수행하면서 분진 발생을 최소화시켜 고품질의 절단면을 얻을 수 있고, 빔 편향부와 이송유닛을 연동하여 레이저빔을 이동시킴으로써 전극을 절단하는 시간을 단축할 수 있는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법은, 레이저빔을 금속 박판 상의 원하는 위치로 편향시키기 위한 빔 편향부와, 상기 금속 박판을 지지하며 상기 금속 박판을 평면상의 임의의 위치로 이송시키기 위한 이송유닛을 이용하여, 상기 이송유닛에 의해 상기 금속 박판이 이송되는 방향과 반대 방향으로 형성된 제1벡터, 상기 빔 편향부에 의해 상기 레이저빔이 편향되는 방향으로 형성된 제2벡터 및 상기 제1벡터와 상기 제2벡터를 합한 제3벡터 중 하나가 레이저빔의 속도 벡터가 되어, 상기 금속 박판에서 절단해야 하는 절단 궤적을 따라 레이저빔을 이동하며 상기 금속 박판을 절단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 절단 궤적은, 레이저빔의 작업영역(working field)을 벗어난 길이를 가지는 제1직선부와, 상기 제1직선부와 교차하는 방향으로 형성되고 레이저빔의 작업영역 이내의 길이를 가지는 제2직선부를 포함하고, 상기 제1직선부와 상기 제2직선부를 절단하는 동안, 상기 이송유닛에 의해 상기 금속 박판은 계속 이송되고, 상기 레이저빔의 속도 벡터는 상기 제1벡터를 항상 포함한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 제2직선부를 절단하는 동안, 레이저빔은 상기 제3벡터에 의해 상기 제2직선부를 따라 이동하면서 상기 금속 박판을 절단한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 절단 궤적은, 상기 제1직선부와 상기 제2직선부를 연결하는 곡선부를 더 포함하고, 상기 곡선부를 절단하는 동안, 레이저빔은 상기 제3벡터에 의해 상기 곡선부를 따라 이동하면서 상기 금속 박판을 절단한다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 절단 궤적을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 일정하다.

본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 절단 궤적을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 800 내지 1200 ㎜/sec이다.

본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 따르면, 빔 편향부와 이송유닛을 연동하여 레이저빔을 이동시킴으로써, 가감속 구간 없이 금속 박판을 절단하는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 따르면, 레이저빔에 의해 금속 박판에 전달되는 에너지가 일정하여 균일한 절단 품질을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에 따르면, 빔 편향부와 이송유닛을 연동하여 레이저빔을 이동시킴으로써 400 ㎜ X 400 ㎜ 이상의 큰 크기를 가지는 금속 박판의 절단에도 50 ㎛ 이하의 작은 레이저빔의 스팟 사이즈의 사용이 가능하게 되어, 절단 품질을 위한 레이저빔 스팟 사이즈의 최소화와 절단 가능한 자재 사이즈의 확장이라는 2가지 목적을 동시에 확보할 수 있다.

도 1은 이차전지용 전극으로 이용되는 금속 박판 및 절단 궤적의 일례를 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법을 구현하기 위한 장치의 일례를 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 제1직선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이고,
도 4는 도 3의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 곡선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이고,
도 5는 도 3의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 제2직선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에서는 절단되는 금속 박판(10)은 이차전지용 전극으로서, 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 금속이라면 무방하다. 예를 들어, 양극으로 이용되는 금속 박판(10)은 구리(Cu) 등이 사용될 수 있으며, 음극으로 이용되는 금속 박판(10)은 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다. 금속 박판(10)은 일반적으로 약 10 ㎛ 미만의 두께로 제조되는데, 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 전극 활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 전극 활물질이 금속 박판(10)의 상하면에 도포되면 약 110 ㎛ 정도의 두께를 형성한다.

본 발명에서 금속 박판(10)은 레이저를 이용하여 절단되어 원하는 형상으로 가공된다. 금속 박판(10)을 원하는 형상으로 가공하기 위하여 금속 박판(10)에는 절단해야 하는 가상의 절단 궤적(11)이 존재한다. 이 절단 궤적(11)을 따라 레이저빔(L)을 금속 박판(10)에 조사하며 이동시키면, 도 1에서 사선으로 표시된 원하는 형상의 금속 박판(10)을 가공할 수 있다.

본 실시예에서 절단 궤적(11)은 제1직선부(12)와, 제2직선부(13)와, 곡선부(14)를 포함한다.

또한, 본 실시예에서 레이저빔(L)을 전송하는 빔 편향부(120) 및 광학계(140)에 의해 형성되는 레이저빔의 작업영역은 100 ㎜ X 100 ㎜인데, 상기 제1직선부(12)는 레이저빔의 작업영역(working field)을 벗어난 길이를 가진다. 즉, 금속 박판(10)을 이송하지 않고 고정시킨 상태에서 빔 편향부(120)와 광학계(140)를 이용하여 제1직선부(12)를 한번에 절단할 수 없는 길이이다.

상기 제2직선부(13)는 제1직선부(12)와 교차하는 방향으로 형성되고 레이저빔의 작업영역 이내의 길이를 가진다. 또한, 상기 곡선부(14)는 제1직선부(12)와 제2직선부(13)를 연결한다.

따라서, 금속 박판(10)에 존재하는 가상의 절단 궤적(11)은 제1직선부(12), 곡선부(14), 제2직선부(13)가 교대로 배치되면서 하나의 연결된 선 형태를 이루고 있다.

도 2는 본 발명의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법을 구현하기 위한 장치의 일례를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 제1직선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 곡선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 도 3의 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법에서 제2직선부를 절단하는 모습을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법은, 빔 편향부(120)와 이송유닛(130)을 연동하면서 레이저빔(L)을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

우선, 도 2를 참조하면, 본 발명을 구현하기 위한 장치는, 레이저부(110)와, 빔 편향부(120)와, 이송유닛(130)과, 광학계(140)를 포함한다.

상기 레이저부(110)는, 금속 박판(10)에 조사되는 레이저빔(L)을 생성하여 출사시킨다. 금속 박판(10)에 조사되는 레이저빔(L)은 출력파워가 큰 펄스 발진된 레이저빔(L)이 바람직하다. 또한, 레이저빔(L)은 금속 박판(10)에서 흡수가 잘 되도록 약 1064 ㎚ 영역의 파장을 가지는 것이 바람직하다.

상기 빔 편향부(120)는, 레이저빔(L)을 금속 박판(10) 상의 원하는 위치로 편향시키기 위한 것으로서, 레이저 가공장치에서 통상적으로 이용되는 갈바노미터 스캐너에 의해 구현될 수 있다. 갈바노미터 스캐너는 반사미러가 회전모터의 회전축에 결합되도록 구성되어, 반사미러에 입사되는 광을 모터의 회전에 의해 원하는 위치로 조사할 수 있다. 일반적으로 한 쌍의 갈바노미터 스캐너를 이용하면, 레이저빔(L)을 평면 내 원하는 위치로 조사할 수 있다.

갈바노미터 스캐너는 기계적인 관성이 적어서 가감속구간이 거의 존재하지 않으므로, 일정한 파워의 레이저빔(L)을 조사하면서 레이저빔(L)을 이동하는 가공에서 전 구간에 걸쳐 동일한 가공 품질을 얻을 수 있는 장점이 있다.

상기 이송유닛(130)은, 금속 박판(10)을 지지하며 금속 박판(10)을 평면상의 임의의 위치로 이송시키기 위한 것으로서, 금속 박판(10)을 직선으로 이송시키는 스테이지에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 이송유닛(130)은 평면상의 일 방향(X축 또는 Y축)을 따라 금속 박판(10)을 이송시킬 수도 있고, 평면상의 교차하는 2개의 방향(X축 및 Y축)을 따라 금속 박판(10)을 이송시킬 수도 있다.

이송유닛(130)은 리니어 모터, 회전모터와 볼 스크류를 조합한 구성 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성을 채용할 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 광학계(140)는, 빔 편향부(120)를 통해 전송된 레이저빔(L)을 금속 박판(10) 상에 집광시키는 것으로서, 본 실시예에서는 에프-세타 렌즈가 사용된다. 에프-세타 렌즈는 통과하는 레이저빔(L)을 집속할 뿐만 아니라, 작업영역의 가장자리측의 수차를 보정할 수도 있다.

광학계(140)에 의해 집광되는 레이저빔(L)의 스팟 사이즈는 약 50 ㎛ 이하이고, 빔 편향부(120)와 광학계(140)에 의해 형성되는 레이저빔의 작업영역(working field)은 약 100 ㎜ X 100 ㎜ 정도이다.

도 3을 참조하면, 절단 궤적(11) 중 제1직선부(12)을 따라 레이저빔(L)을 조사하며 금속 박판을 절단한다. 제1직선부(12)는 빔 편향부(120)에 의해 형성되는 레이저빔의 작업영역을 벗어난 길이를 가지므로, 빔 편향부(120)를 구동하지 않은 채 이송유닛(130)을 이용하여 금속 박판(10)을 이송시킴으로써, 레이저빔(L)은 제1직선부(12)를 따라 이동된다.

이때, 이송유닛(130)에 의해 금속 박판이 이송되는 방향(A)과 반대 방향으로 형성되는 제1벡터(21)가 레이저빔의 속도 벡터가 된다. 제1직선부(12)를 절단하는 동안, 빔 편향부(120)를 구동하지 않으므로 빔 편향부(120)에 의해 레이저빔이 편향되는 방향으로 형성되는 제2벡터(22)는 발생하지 않는다.

도 4를 참조하면, 제1직선부(12)의 절단이 완료된 후, 절단 궤적(11) 중 곡선부(14)를 따라 레이저빔(L)을 조사하며 금속 박판(10)을 절단한다. 곡선부(14)는 레이저빔의 작업영역 이내에 들어오는 길이를 가지므로, 빔 편향부(120)를 구동하여 레이저빔(L)을 편향시켜 Y축 방향으로 제2벡터(22)가 형성된다. 이때, 이송유닛(130)을 이용하여 금속 박판(10)을 X축 방향으로 계속 이송시키기 때문에, X축 방향으로도 제1벡터(21)가 형성된다.

따라서, 곡선부(14)를 절단하는 동안, 제1벡터(21)와 제2벡터(22)를 합한 제3벡터(23)가 레이저빔의 속도 벡터가 된다. 제3벡터(23)는 곡선부(14)의 임의의 위치에서 접선 방향으로 형성되는데, 레이저빔(L)은 제3벡터(23)에 의해 곡선부(14)를 따라 이동하면서 금속 박판(10)을 절단한다.

곡선부(14)를 절단하는 동안, 이송유닛(130)에 설치된 엔코더를 통해 위치 정보를 획득하고, 각각의 위치에서 절단 궤적(11)을 따라가도록 합산된 제1벡터(21)와 제2벡터(22) 신호를 이송유닛(130)과 빔 편향부(120)에 지령하여 레이저빔(L)을 이동시킬 수 있다.

도 5를 참조하면, 곡선부(14)의 절단이 완료된 후, 절단 궤적(11) 중 제2직선부(13)를 따라 레이저빔(L)을 조사하며 금속 박판(10)을 절단한다. 우선, 제2직선부(13) 또한 레이저빔의 작업영역 이내에 들어오는 길이를 가지므로, 빔 편향부(120)를 구동하여 레이저빔(L)을 편향시켜 제2벡터(22)를 형성한다. 또한, Y축 방향으로 배치된 제2직선부(13)를 절단하는 동안에도 이송유닛(130)을 이용하여 금속 박판(10)을 X축 방향으로 계속 이송시키기 때문에, X축 방향으로 제1벡터(21)도 형성된다.

Y축 방향으로 배치된 제2직선부(13)를 따라 레이저빔(L)을 이동시키기 위해서, 제2벡터(22)는 Y축 방향 성분과, 제1벡터(21)를 상쇄할 수 있는 제1벡터(21)와 반대 방향의 X축 방향 성분을 포함한다.

따라서, 제2직선부(13)를 절단하는 동안, 제1벡터(21)와 제2벡터(22)를 합한 제3벡터(23)가 레이저빔의 속도 벡터가 되고, 레이저빔(L)은 제3벡터(23)에 의해 제2직선부(13)를 따라 이동하면서 금속 박판(10)을 절단한다.

마찬가지로 제2직선부(13)를 절단하는 동안, 이송유닛(130)에 설치된 엔코더를 통해 위치 정보를 획득하고, 각각의 위치에서 절단 궤적(11)을 따라가도록 합산된 제1벡터(21)와 제2벡터(22) 신호를 이송유닛(130)과 빔 편향부(120)에 지령하여 레이저빔(L)을 이동시킬 수 있다.

본 실시예에서, 절단 궤적(11)을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 일정하다. 즉, 제1직선부(12)를 절단할 때 레이저빔의 속도 벡터인 제1벡터(21)와, 곡선부(14) 및 제2직선부(13)를 절단할 때 레이저빔의 속도 벡터인 제3벡터(23)의 크기가 일정하다. 절단 궤적(11) 내의 임의의 위치에서 레이저빔의 속도 벡터의 크기가 일정하므로, 레이저빔(L)에 의해 금속 박판(10)에 전달되는 에너지가 일정하여 균일한 절단 품질을 얻을 수 있다.

본 실시예에서, 절단 궤적(11)을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 800 내지 1200 ㎜/sec 이고, 약 1000 ㎜/sec 가 바람직하다.

본 발명은 제1직선부(12) 및 제2직선부(13)를 절단하는 동안, 레이저빔의 속도 벡터는 제1벡터(21)를 항상 포함한다. 즉, Y축 방향으로 배치된 제2직선부(13)를 절단하는 동안에도 이송유닛(130)을 이용하여 금속 박판(10)을 X축 방향을 따라 이송시킨다.

Y축 방향으로 배치된 제2직선부(13)를 절단하는 동안에는 레이저빔(L)을 Y축 방향으로만 이동시키면 되므로, 실질적으로 레이저빔의 속도 벡터가 X축 방향 성분을 가질 필요는 없다. 즉, 이송유닛(130)을 이용하여 금속 박판(10)을 X축 방향으로 이송할 필요가 없으므로, 이송유닛(130)을 정지시켜도 무방하다는 의미이다.

그러나, 절단 궤적(11)이 제2직선부(13) 이후 제1직선부(12)가 다시 연결되도록 구성된다면, 제1직선부(12)의 절단을 위하여 이송유닛(130)을 다시 구동시켜야 하는데, 이때 이송유닛(130)의 관성으로 인해 가감속구간이 발생하게 된다. 이와 같이, 절단 궤적(11)을 따라 레이저빔(L)을 이동시킬 때, 이송유닛(130)을 정지시키고 다시 구동시키는 과정이 반복되다 보면 작업 시간이 늘어나는 문제가 발생한다. 또한, 금속 박판(10)에 조사되는 레이저빔(L)의 파워가 일정한 경우, 가감속구간에서는 등속구간보다 상대적으로 많은 에너지가 금속 박판(10)에 공급되어 전체적인 절단 품질이 균일하지 못한 문제가 발생한다.

따라서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법은, 관성이 큰 이송유닛은 계속 구동시키고 관성이 거의 없는 빔 편향부는 경우에 따라 정지와 구동을 반복하는 방식으로 빔 편향부와 이송유닛을 연동하여 레이저빔을 이동시킴으로써, 가감속구간 없이 금속 박판을 절단하는 시간을 단축할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법은, 절단 궤적을 따라 임의의 위치에서 레이저빔의 속도 벡터의 크기가 일정하므로, 레이저빔에 의해 금속 박판에 전달되는 에너지가 일정하여 균일한 절단 품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

한편, 광학계(140)를 조정하여 레이저빔의 작업영역을 더 크게 만드는 일이 가능하다. 즉, 금속 박판(10)의 크기만큼 레이저빔의 작업영역을 확장함으로써, 이송유닛(130)을 채용하지 않고 빔 편향부(120)만으로 금속 박판(10)의 전 영역을 절단하는 일이 가능하다.

그러나, 레이저빔의 작업영역을 확장하면 레이저빔(L)의 스팟 사이즈를 작게 만들 수 없다. 본 실시예에서는 절단 품질을 고려하여 약 50 ㎛ 이하의 스팟 사이즈가 바람직하고, 이를 구현할 수 있는 작업영역은 약 100 ㎜ X 100 ㎜ 정도로 한정된다. 이와 대비하여 절단해야 하는 금속 박판(10)은 약 400 ㎜ X 400 ㎜ 를 넘는 크기를 가지므로, 금속 박판(10)을 이송시키지 않고서는 금속 박판(10)의 전 영역을 절단할 수 없게 된다. 즉, 절단 품질을 고려하여 레이저빔(L)의 스팟 사이즈를 우선시한다면, 금속 박판(10)을 이송시킬 수 있는 구성요소를 채용할 수밖에 없다.

따라서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법은, 빔 편향부와 이송유닛을 연동하여 레이저빔을 이동시킴으로써 400 ㎜ X 400 ㎜ 이상의 큰 크기를 가지는 금속 박판의 절단에도 50 ㎛ 이하의 작은 레이저빔의 스팟 사이즈의 사용이 가능하게 되어, 절단 품질을 위한 레이저빔 스팟 사이즈의 최소화와 절단 가능한 자재 사이즈의 확장이라는 2가지 목적을 동시에 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 : 금속 박판
11 : 절단 궤적
12 : 제1직선부
13 : 제2직선부
14 : 곡선부
21 : 제1벡터
22 : 제2벡터
23 : 제3벡터

Claims (6)

1. 레이저빔을 금속 박판 상의 원하는 위치로 편향시키기 위한 빔 편향부와, 상기 금속 박판을 지지하며 상기 금속 박판을 평면상의 임의의 위치로 이송시키기 위한 이송유닛을 이용하여,
   상기 이송유닛에 의해 상기 금속 박판이 이송되는 방향과 반대 방향으로 형성된 제1벡터, 상기 빔 편향부에 의해 상기 레이저빔이 편향되는 방향으로 형성된 제2벡터 및 상기 제1벡터와 상기 제2벡터를 합한 제3벡터 중 하나가 레이저빔의 속도 벡터가 되어, 상기 금속 박판에서 절단해야 하는 절단 궤적을 따라 레이저빔을 이동하며 상기 금속 박판을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절단 궤적은, 레이저빔의 작업영역(working field)을 벗어난 길이를 가지는 제1직선부와, 상기 제1직선부와 교차하는 방향으로 형성되고 레이저빔의 작업영역 이내의 길이를 가지는 제2직선부를 포함하고,
   상기 제1직선부와 상기 제2직선부를 절단하는 동안, 상기 이송유닛에 의해 상기 금속 박판은 계속 이송되고, 상기 레이저빔의 속도 벡터는 상기 제1벡터를 항상 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2직선부를 절단하는 동안, 레이저빔은 상기 제3벡터에 의해 상기 제2직선부를 따라 이동하면서 상기 금속 박판을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 절단 궤적은, 상기 제1직선부와 상기 제2직선부를 연결하는 곡선부를 더 포함하고,
   상기 곡선부를 절단하는 동안, 레이저빔은 상기 제3벡터에 의해 상기 곡선부를 따라 이동하면서 상기 금속 박판을 절단하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 절단 궤적을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 일정한 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 절단 궤적을 따라 이동하는 레이저빔의 속도 벡터의 크기는 800 내지 1200 ㎜/sec인 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 이차전지용 전극 절단방법.

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