KR20130025957A

KR20130025957A - 전극 와인딩 방법

Info

Publication number: KR20130025957A
Application number: KR1020137002486A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 스기하라
Original assignee: 코마츠 엔티씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-03-12
Also published as: JPWO2012020658A1; WO2012020658A1; TW201217259A; CN103052581A

Abstract

적층된 전지나 콘덴서의 와인딩 처리에서, 처리는, 와인딩 동작의 완료 후 다음 와인딩 동작을 진행할 때, 분리기를 사용하여 단순화되고 고속화될 수 있다. 전극 와인딩 처리에서, 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)가 와인딩 스테이션(B)에서 코어(9) 주위에 감긴 후, 1 제품을 위해 필요한 길이를 갖는 한 쌍의 전극(2, 3)과 전극 사이에 개재된 분리기(4, 5)는 코어(9) 주위에 감기고, 전극(2, 3)만 절단된 후, 코어(9) 주위에 감긴 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)를 다음 스테이션(C)으로, 다음 와인딩이 수행되어야 할 새로운 코어(9)를 와인딩 스테이션(B)으로 각각 이동시킨다. 이어서, 다음 스테이션(C)에서 코어(9) 주위에 감긴 분리기(4, 5)는 와인딩 스테이션(B)에 위치한 새로운 코어(9)에 다가가도록 만들고 새로운 코어(9)에 단단히 고정된 후, 다음 스테이션(C)과 와인딩 스테이션(B) 사이에서 절단된다.

Description

전극 와인딩 방법{METHOD FOR WINDING ELECTRODE}

본 발명은 전지나 축전지의 케이스 내부에 제공되는 전극의 세트를 연속적으로 제조하는 공정에서, 한 쌍의 (양극 및 음극) 전극을 분리기와 함께 코어에 감아 적층된 전극들을 형성하는 하나의 감아 올리기(take up) 동작을 완료한 후, 다음 감아 올리기 동작으로 이행하는 때 코어에 대해 절연을 위한 분리기를 처리하는 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 2차 전지에서, 한 쌍의 (양극 및 음극) 전극이 코어에 감긴 상태로 케이스 내에 제공된다. 이러한 2차 전지의 제조 공정에서, 한 쌍의 전극은, 전극 와인딩 장치에 의해, 그 사이에 끼워진 절연을 위한 분리기와 함께 필요한 길이로 코어에 감긴 후, 단일 제품 유닛으로 절단된다.

종래에는, 분리기와 전극은 코어에 감아 올려진 때 각각 절단되었다. 따라서, 전극 와인딩 장치에서, 절단 후에 이어지는 한 쌍의 전극 및 분리기의 절단 단부를 유지하기 위한 클램프가 각 전극 및 분리기에 독립적으로 제공되었다. 이는 장치를 복잡하고 비싸게 만든다.

마찬가지로, 감아 올리기 동작의 초기 단계에서, 이어지는 한 쌍의 전극 및 분리기의 절단 단부가 새로운 코어에 감기는 고정 동작은 각 전극 및 분리기에 대해 독립적으로 수행된다. 그 결과, 이전 감아 올리기 동작의 완료 후 다음 감아 올리기 동작을 시작하기 전에 전극 및 분리기를 고정하는 동작은 시간이 걸리고 생산 효율을 증가시키는데 방해가 된다.

특허문헌 1은 시트 팁 부분을 와인딩 샤프트에 연결하는 기술을 개시한다. 이 기술은 시트 팁 부분이 클램프 네일(nail)에 의해 각각 장소로 인출되기 때문에, 시트 팁 부분을 간단히 처리할 수 없다.

일본특허공보 제4,060,732호(일본공개특허공보 제2004-262561호)

따라서, 본 발명의 목적은 하나의 감아 올리기 동작이 완료된 후 다음의 동작으로 넘어갈 때 분리기를 이용하여 처리를 단순화하고 고속화하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전극 와인딩 방법은, 한 쌍의 양극 및 음극 전극 사이에 분리기를 개재하고, 1 제품 길이를 갖는 전극 및 분리기의 부분을 코어에 감고, 전극 및 분리기를 제품 유닛 베이스인 1 제품 유닛 단위마다 절단하는 전극 와인딩 처리로, 와인딩 스테이션에서 1 제품 길이를 갖는 전극 및 분리기의 부분을 코어에 감고, 한 쌍의 전극만을 절단하는 단계; 코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분을 다음 스테이션으로 이동하고 다음 와인딩 동작을 위해 새로운 코어를 와인딩 스테이션으로 이동하여, 다음 스테이션에서 코어에 감긴 분리기의 부분을 와인딩 스테이션에 위치한 새로운 코어에 근접하도록 하는 단계; 분리기를 와인딩 스테이션에 위치한 새로운 코어에 고정하는 단계; 다음 스테이션과 와인딩 스테이션 사이의 위치에서 분리기를 절단하는 단계를 포함한다(청구항 1).

본 발명의 상기 전극 와인딩 방법에서, 코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분은 원호를 따라 와인딩 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동된다(청구항 2).

전극 와인딩 처리에 관한 본 발명에 따른 전극 와인딩 방법에서는, 전극 와인딩 단계에서, 오직 한 쌍의 전극이 와인딩 스테이션에서 절단된 후, 코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분이 다음 스테이션(와인딩 정지/제거 스테이션)으로 이동되고 다음 와인딩 동작을 위한 새로운 코어가 와인딩 스테이션으로 이동되어, 다음 스테이션에서 코어에 감긴 분리기의 부분이 절단하기 전에 와인딩 스테이션에 위치한 새로운 코어와 근접하게 되고 새로운 코어에 고정될 수 있는 위치에 위치된다. 따라서, 분리기는 고속으로 새로운 코어를 쉽게 고정할 수 있다. 더욱이, 분리기는 와인딩 스테이션과 다음 스테이션의 사이의 위치, 즉, 분리기가 분리기 이동 방향에서 새로운 코어에 고정되는 위치의 하류측에서 절단되고, 이어지는 분리기의 절단 단부는 다음 코어에 고정되어 유지된다. 따라서, 분리기를 유지하기 위한 클램프 수단 및 절단 단부를 안내하거나 위치시키기 위한 수단이 필요하지 않고, 분리기의 절단 단부의 설정이 연속적이고, 쉽고 빠르게 처리될 수 있다(청구항 1).

코어가 와인딩 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동될 때, 분리기의 감아 올려진 부분의 후단부는 와인딩 스테이션으로 이동된 새로운 (다음) 코어에 근접하게 된다. 따라서, 분리기를 다음 코어에 근접하게 하기 위한 특별한 기구가 필요하지 않고 분리기의 후단부가 원하는 위치로 쉽게 안내될 수 있다(청구항 1).

코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분이 원호를 따라 와인딩 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동하여, 전극 제조 공정이 회전 인덱스 장치를 사용하여 원호를 따라 연속적으로 이행될 수 있다(청구항 2).

도 1은 본 발명에 따른 전극 와인딩 방법에 기초한 전극 와인딩 장치의 정면도로, 한 쌍의 전극 및 분리기의 가이드 경로 및 코어 이동 순서를 나타낸다.
도 2는 전극 와인딩 장치의 정면도로, 코어 장착 스테이션(A)에서 코어가 감아 올리기 코어에 장착된 상태를 나타낸다.
도 3은 전극 와인딩 장치의 정면도로, 코어 장착 스테이션(A)에 장착된 코어가 와인딩 스테이션(B)으로 이동한 후 분리기의 단부가 와인딩 정지/제거 스테이션(C)으로 인출되어 이에 고정되는 상태를 나타낸다.
도 4는 전극 와인딩 장치의 정면도로, 분리기가 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어에 고정되는 상태를 나타낸다.
도 5는 전극 와인딩 장치의 정면도로, 분리기가 코어에 고정된 후 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어 근처에서 절단된 상태를 나타낸다.
도 6은 전극 와인딩 장치의 정면도로, 전극 및 분리기가 서로 중첩된 상태로 와인딩 스테이션(B)에서 코어 상에 감아 올려지는 상태를 나타낸다.
도 7은 전극 와인딩 장치의 정면도로, 전극 및 분리기가 와인딩 스테이션(B)에서 코어에 감아 올려진 후, 전극이 각 가이드 경로에서 절단되는 상태를 나타낸다.
도 8은 전극 와인딩 장치의 정면도로, 전극 및 분리기가 와인딩 스테이션(B)에서 코어에 감아 올려진 후, 분리기가 절단되지 않은 상태로 코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분이 와인딩 정지/제거 스테이션으로 이동되고, 코어 장착 스테이션(A)에서 장착된 다른 코어가 와인딩 스테이션(B)으로 이동되는 상태를 나타낸다.
도 9는 전극 와인딩 장치의 정면도로, 분리기가 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어에 고정되고 분리기의 절단된 와인딩 단부가 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에서 와인딩 정지를 위해 고정되는 상태를 나타낸다.

도 1에 도시된 전극 와인딩 장치에서, 띠 형상(band-shaped) 양극 측 전극(2), 띠 형상 음극 측 전극(3) 및 한 쌍의 전극(2, 3) 사이에 개재되어 절연을 위한 2개의 띠 형상 분리기(4, 5)가 각 릴(reel)(미도시)로부터 보내지고, 필요에 따라, 복수의 가이드 롤러(11, 12, 13, 14), 장력/속도 조절을 위한 댄서(dancer) 롤러 수단(미도시) 및 두께 방향에서 편차를 조정하기 위한 수단(미도시)를 통과하여, 회전 인덱스 테이블(6) 근처에 위치한 한 쌍의 닙 롤러(nip rollers, 10)의 위치로 안내된다.

각 전극(2, 3)은 전극 이동 방향에서 한 쌍의 닙 롤러(10)의 상류 측 상에서 전극 클램프(23, 24), 한 쌍의 전극 커터(25, 26) 사이를 통과한 후, 한 쌍의 닙 롤러(10) 사이로 안내된다. 한 쌍의 닙 롤러(10)는, 필요할 때 적어도 하나의 닙 롤러(10)가 다른 닙 롤러(10)와 접촉 및 분리될 수 있는 방식으로, 제공된다.

예를 들어, 각 전극 커터(25, 26) 쌍은 시어링 타입(shearing type)이고, 전극(2, 3)의 절단을 위해 제공된다. 각 전극 클램프(23, 24)는 전극 커터(25, 26)에 의해 절단된 부분에 이어지는 전극(2, 3)의 절단 단부를 유지하고, 한 쌍의 닙 롤러(10)의 위치로 이동된다. 이에 의해, 전극(2, 3)의 절단 단부가 한 쌍의 닙 롤러(10) 사이의 와인딩 시작가능 위치로 안내된다.

인덱스 테이블(6)은, 예를 들어, 중심각에서 각각 120°떨어진 외주 위치에서 회전(rotatable) 와인딩 샤프트(7)를 가진다. 3개의 와인딩 샤프트(7)는 매번 120°로 중심 샤프트(8)에 의해 간헐적으로 구동되고, 이에 따라, 각 와인딩 샤프트(7)는 코어 장착 스테이션(A), 와인딩 스테이션(B) 및 와인딩 정지/제거 스테이션(C)으로 연속적으로 이동된다.

예를 들어, 인덱스 테이블(6)은 배면측에서, 인덱스 모터(미도시)에 의해, 매번 중심각에서 120°로 간헐적으로 구동된다. 코어 장착 스테이션(A), 와인딩 스테이션(B) 또는 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에서 정지될 경우, 각 와인딩 샤프트(7)는 클러치(clutch)와 같은 연결 수단에 의해 인덱스 테이블(6)의 배면측에서 샤프트 구동 모터(미도시)의 출력 사프트에 연결되어, 이에 따라 필요한 횟수로 회전될 수 있다.

예를 들어, 각 와인딩 샤프트(7)는 전면 샤프트 단부 위치에서 분리된 평면의 감아 올리기 코어(15)를 가진다. 코어(9)가 장착된 후, 감아 올리기 코어(15)는 큰 외주 길이를 생산하기 위해 와인딩 샤프트(7)의 반경 방향(radial direction)에서 서로서로 분리된다. 전극(2, 3)의 부분 및 분리기(4, 5)의 부분이 코어(45)에 감아 올려진 후, 감아 올리기 코어(15)는 완전히 겹치는 위치로 이동하는 것에 의해 외주 길이가 축소된다. 이는 감아 올리기 코어(15)로부터 코어(9) 및 전극(2, 3)과 분리기(4, 5)의 감아 올려진 부분이 인출되기 쉬운 상태를 만든다. 이 때문에, 각 감아 올리기 코어(15)를 위한 변이 구동 수단(미도시)은 회전 샤프트(7) 내에 포함된다. 감아 올리기 코어(15)는 갈라진 타입 대신에 통합된 타입일 수 있고, 편평한 대신에 원형일 수 있다.

상술한 바와 같이, 인덱스 테이블(6)은 각 3개의 와인딩 샤프트(7)를 코어 장착 스테이션(A), 와인딩 스테이션(B) 및 와인딩 정지/제거 스테이션(C)으로 연속적으로 이동시키기 위해 매번 120°의 각도로 간헐적으로 반시계 방향으로 회전된다. 코어 장착 스테이션(A), 와인딩 스테이션(B) 및 와인딩 정지/제거 스테이션(C)은 이하에 설명할 각 동작을 위해 제공된다.

먼저, 코어 장착 스테이션(A)은, 예를 들어, 갈라진 감아 올리기 코어(15) 상에 장착된 이미 형성된 코어(9), 또는 코어 형성 유닛(미도시)의 수단에 의해 감아 올리기 코어(15) 주위에 띠 형상의 코어 재료를 권취하여 형성된 코어(9)의 스테이션 위치이다. 단순화를 위해, 여기서는 이미 형성된 코어(9)가 감아 올리기 코어(15)에 장착된다고 가정한다.

다음으로, 와인딩 스테이션(B)은 한 쌍의 전극(2, 3) 및 2개의 분리기(4, 5)가 감아 올리기 코어(15)에 장착된 코어(9) 상에 적층된 상태로 감아 올려지는 스테이션 위치이다. 분리기(4, 5)의 처리를 위해, 와인딩 스테이션(B)에는 분리기 처리 유닛(16)이 제공된다. 분리기(4, 5)의 (고정 및 절단) 처리를 위해, 분리기 처리 유닛(16)은 분리기 진공 척(17), 분리기 용착 히터(18), 분리기 커터(19) 및 이들의 전진/후퇴 구동을 위한 액츄에이터(20, 21, 22)를 포함한다.

와인딩 정지/제거 스테이션(C)은 적층된 상태의 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)가 와인딩 정지 처리의 대상이 되고 코어(9)와 함께 감아 올리기 코어(15)로부터 제품으로 제거되는 스테이션 위치이다. 제품의 와인딩 정지 처리 및 제거는 각각 자동 테이프 고정(sticking) 장치 및 자동 제거 장치(핸들링 장치)에 의해 수행된다.

다음으로, 도 2 내지 도 9는 본 발명에 따른 전극 와인딩 방법에 기초한 전극 와인딩 장치(1)의 동작을 나타낸다. 편의상 이하의 설명은 단일 코어(9)가 코어 장착 스테이션(A)에서 와인딩 스테이션(B)으로, 그리고 나서 와인딩 정지/제거 스테이션(C)으로 연속적으로 이동되는 것에 집중하여 이루어질 것이나, 실제로 3개의 코어(9)는 인덱스 테이블(6)이 회전되고 정지되는 것에 따라 스테이션에서 병렬로 (동시에) 연속하여 처리된다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 코어(9)는 코어 장착 스테이션(A)에서 감아 올리기 코어(15) 상에 장착된다. 코어(9)가 장착되면, 필요에 따라, 갈라진 감아 올리기 코어(15)가 서로 완전히 겹치도록 위치하는 방향으로 변이되어 외주 길이가 축소되고, 이에 따라 코어(9)의 장착이 용이 해진다. 이 경우, 코어(9)의 장착 후, 감아 올리기 코어(15)는 서로 반경 방향으로 떨어져 외주 길이를 증가시키고, 이에 따라 코어(9)가 제거하기 쉬지 않은 상태를 이룬다(즉, 코어(9)를 확실하게 유지).

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 인덱스 테이블(6)은 반시계 방향으로 회전하여 구동되며, 이에 의해 장착된 코어(9)는 코어 장착 스테이션(A)에서 와인딩 스테이션(B)으로 이동된다. 코어(9)는 와인딩 스테이션(B)에서 정지된다. 이때, 새로운 코어(9)는 코어 장착 스테이션(A)에 위치된 감아 올리기 코어(15)에 장착된다.

감아 올리기 동작의 준비 단계에서, 작업자는 한 쌍의 닙 롤러(10) 사이에 각각 위치된 분리기(4, 5)를 인출한다. 분리기(4, 5)가 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어(9)에 가까워지는 동안, 작업자는 일시적으로 분리기(4, 5)의 팁 부분을 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션)에 위치한 감아 올리기 코어(15)의 측면에 접착 테이프(30)로 붙이거나, 분리기(4, 5)의 팁 부분을 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 감아 올리기 코어(15)에 장착된 코어(9)의 외주면에 고정시킨다. 상기 작업자의 조작은 오직 준비 단계에서만 수행되며 이후에는 필요하지 않다.

상술한 바와 같이, 분리기(4, 5)의 팁 부분은 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 감아 올리기 코어(15)의 측면보다는 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 감아 올리기 코어(15)에 장착된 코어(9)의 외주면에 고정되거나 부착된다. 그러나, 이하에서는 분리기(4, 5)의 팁 부분이 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 감아 올리기 코어(15)의 측면에 임시로 부착된 경우에 대해 설명할 것이다.

이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리기 처리 유닛(16)은 분리기(4, 5)의 처리로서, 분리기(4, 5)를 코어 장착 스테이션(A)에 위치한 코어에 용착(welding)하는 동작 및 와인딩 정지/제거 스테이션(C)과 와인딩 스테이션(B) 사이에 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 절단하는 동작을 연속적으로 수행한다. 더욱 구체적으로, 분리기 진공 척(17)은, 와인딩 스테이션(B)과 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션) 사이에서 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 흡착을 통해 유지하는 한편, 액츄에이터(20)에 의해 전진되어, 분리기(4, 5)의 용착된 부분을 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어(9)의 외주면에 대해 민다(push).

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 분리기 용착 히터(18)는 액츄에이터(21)에 의해 구동되어 전진하고, 분리기(4, 5)의 용착된 부분을 용착에 의해 코어(9)의 외주면에 고정한다. 이어서, 분리기 커터(19)는 액츄에이터(22)에 의해 구동되어 전진하고, 와인딩 정지/제거 스테이션(C)과 와인딩 스테이션(B) 사이에서 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 절단한다. 이런 방식으로, 준비 단계에서, 분리기(4, 5)는 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어(9)에 서로 겹쳐지도록 고정된다. 이 동작들 후에, 분리기 진공 척(17), 분리기 용착 히터(19) 및 분리기 커터(19)는 원래 위치로 복귀된다. 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 감아 올리기 코어(15)의 측면에 임시로 부착된 분리기(4, 5)의 부분은 더 이상 사용되지 않으므로, 이 단계에서 벗겨져 폐기된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극(2, 3)의 팁 부분은 각 전극 클램프(23, 24)에 의해 유지되고, 전극 클램프(23, 24)가 이동됨에 따라 한 쌍의 닙 롤러(10) 사이로 안내된다. 이때, 한 쌍의 닙 롤러(10)는 필요하다면 서로 떨어져 위치될 수 있다. 전극(2, 3)의 안내 후에, 전극 클램프(23, 24)는 원래 위치로 복귀되고 한 쌍의 닙 롤러(10)는 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)를 집는다(nip). 이런 방식으로, 한 쌍의 전극(2, 3)은 분리기(4, 5) 사이에 끼워진 코어(9)의 외주면에 감길 수 있는 상태로 만들어진다.

이어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 와인딩 스테이션(B)에 위치한 와인딩 샤프트(7)는 샤프트 구동 모터의 구동에 의해 반시계 방향으로 회전되고, 이에 따라, 1 제품 길이를 갖는 전극(2), 분리기(4), 전극(3) 및 분리기(5)의 부분은 이 순서대로 코어(9)의 외주면에 감겨 적층된 상태를 이룬다. 이 감아 올리기 길이(1 제품 길이)는 와인딩 샤프트(7)의 회전수의 형태로 설정될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 1 제품 길이로 감아 올리기의 완료 후에, 와인딩 스테이션(B)에 위치한 와인딩 샤프트(7)는 미리 결정된 회전각에서 정지된다. 정지 후, 전극 클램프(23, 24)는 각 전극(2, 3)을 집어 유지하고, 전극 커터(25, 26)는 유지된 각 전극(2, 3)만을 절단하고, 다음에 와인딩 스테이션(B)으로 안내될 다음(새로운) 코어(9)의 다음 감아 올리기 동작을 준비한다. 이어서, 와인딩 샤프트(7)는 전극(2, 3)의 분리된 부분의 단부를 감기 위해 작은 각도로 다시 회전된다. 이 시점에서, 분리기(4, 5)는 아직 절단되지 않았다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 인덱스 테이블(6)은 반시계 방향으로 회전되고, 와인딩 스테이션(B)에서 코어(9)에 감아 올려진 전극(2, 3)의 부분은 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션)으로 이동되고, 다음 감아 올리기 동작을 위한 새로운 코어(9)가 코어 장착 스테이션(A)에서 와인딩 스테이션(B)으로 이동된다. 그 결과, 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션)에서 연장된 분리기(4, 5)가 와인딩 스테이션(B)으로 이동된 코어(9)에 근접하게 되고, 거기에 위치된 코어(9)의 외주면에 고정될 수 있는 상태가 이루어진다. 분리기(4, 5)가 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어(9)와 용착 가능한 거리만큼 충분히 근접한다; 그러나, 물론, 이들은 코어(9)에 접촉할 수 있다.

도 8의 상태는 상술한 도 3의 상태와 동일하다. 따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 분리기 처리 유닛(16)은 분리기(4, 5)를 와인딩 스테이션(B)으로 이동된 새로운 코어에 용착하는 동작 및 와인딩 스테이션(B)과 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션) 사이에서 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 절단하는 동작을, 도 4에 도시된 바와 동일한 방식으로, 연속적으로 수행한다.

더욱 구체적으로, 분리기 진공 척(17)은 액츄에이터(20)에 의해 전진되고, 분리기(4, 5)의 하기 기술된 부분을 흡착을 통해 유지하면서, 와인딩 스테이션(B)과 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션) 사이에서 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 와인딩 스테이션(B)에 위치한 코어(9)의 외주면에 대해 민다. 이 상태에서, 분리기 용착 히터(18)는 액츄에이터(21)의 구동에 의해 전진되고, 분리기(4, 5)의 부분을 코어(9)의 외주면에 용착에 의해 고정한다. 이러한 방식으로, 분리기(4, 5)는 서로 중첩될 수 있도록 와인딩 스테이션(B)에 위치한 새로운 코어(9)에 고정된다.

더욱이, 분리기 커터(19)는 액츄에이터(22)에 의해 구동되어 전진되고, 와인딩 스테이션(B)과 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션) 사이에서 인장된 분리기(4, 5)의 부분을 절단하여, 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 코어(9)에 감긴 분리기(4, 5)의 부분이 새로운 코어(9)로부터 분리된다. 이어서, 와인딩 정지/제거 스테이션(C)에 위치한 분리기(4, 5)의 절단 단부(와인딩 단부)는 코어가 회전함에 따라 코어(9)의 외주면에 감긴다. 그리고, 와인딩이 정지되는 동안, 절단 단부는 자동 테이프 부착 장치(미도시)의 동작에 의해 분리기(5)의 외주면에 와인딩 정지 테이프(29)로 고정된다.

마지막으로, 감아 올리기 코어(15)의 외주 길이는 코어(9), 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)가 감아 올리기 코어(15)로부터 떨어질 수 있는 상태를 이루도록 감소된다. 자동 제거 장치(핸들링 장치; 미도시)는 감아 올리기 코어(15)로부터 코어(9) 및 코어(9)의 외주면에 감긴 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)를 1 제품 단위로 제거한다.

상술한 바와 같이, 전극 와인딩 장치(1)는, 와인딩 스테이션(B)에서 전극(2, 3) 및 분리기(4, 5)의 1 제품 길이를 갖는 부분이 코어 장착 스테이션(A)에 장착된 코어(9)에 감기고, 와인딩 정지/제거 스테이션(C)(다음 스테이션)에서 분리기(4, 5)가 코어(9) 및 전극(2, 3)으로부터 1 제품 단위로 분리되는 방식으로, 전지 등에 포함되는 제품을 연속적으로 제조한다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 따른 전극 와인딩 장치의 적용 범위는 전지 및 축전지의 전극에 제한되지 않고 유사한 구조를 갖는 다른 전극을 포함한다. 스테이션의 수는 3개 이상일 수 있고, 이들 스테이션 중 와인딩 스테이션(B)과 와인딩 정지/제거 스테이션(C) 사이에서 원호보다는 직선을 따라 움직임이 만들어질 수 있다.

1: 전극 와인딩 장치
2: (양의) 전극
3: (음의) 전극
4: 분리기
5: 분리기
6: 인덱스 테이블
7: 와인딩 샤프트
8: 중심 샤프트
9: 코어
10: 닙 롤러
11: 가이드 롤러
12: 가이드 롤러
13: 가이드 롤러
14: 가이드 롤러
15: 감아 올리기 코어
16: 분리기 처리 유닛
17: 분리기 진공 척
18: 분리기 용착 히터
19: 분리기 커터
20: 액츄에이터
21: 액츄에이터
22: 액츄에이터
23: 전극 클랩프
24: 전극 클램프
25: 전극 커터
26: 전극 커터
29: 와인딩 정지 테이프
30: 접착 테이프
A: 코어 장착 스테이션
B: 와인딩 스테이션
C: 와인딩 정지/제거 스테이션

Claims

한 쌍의 양극 및 음극 전극 사이에 분리기들을 개재하고, 1 제품 길이를 갖는 전극 및 분리기의 부분을 코어에 감고, 제품 유닛 베이스인 1 제품 유닛 단위마다 전극 및 분리기를 절단하는 전극 와인딩 처리의 전극 와인딩 방법으로,
와인딩 스테이션에서 1 제품 길이를 갖는 전극 및 분리기의 부분을 코어에 감고, 한 쌍의 전극만을 절단하는 단계;
코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분을 다음 스테이션으로 이동하고, 다음 와인딩 동작을 위해 새로운 코어를 와인딩 스테이션으로 이동하여, 다음 스테이션에서 코어에 감긴 분리기의 부분이 와인딩 스테이션에 위치한 새로운 코어에 근접하도록 하는 단계;
분리기를 와인딩 스테이션에 위치한 새로운 코어에 고정하는 단계; 및
다음 스테이션과 와인딩 스테이션의 사이의 위치에서 분리기를 절단하는 단계를 포함하는 전극 와인딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 코어에 감긴 전극 및 분리기의 부분은 와인딩 스테이션에서 다음 스테이션으로 원호를 따라 이동되는 것을 특징으로 하는 전극 와인딩 방법.