KR20140009015A

KR20140009015A - 2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치

Info

Publication number: KR20140009015A
Application number: KR1020130050188A
Authority: KR
Inventors: 박효성; 정연길
Original assignee: 유일에너테크(주)
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-01-22
Also published as: KR101479723B1

Abstract

본 발명은 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 제조하기 위한 시스템 및 피딩장치에 관한 것으로, 언와인딩부에서 연속 공급되는 띠형 전극에 대해 노칭부에서 전극탭을 가공하고, 피딩장치에 의해서 띠형 전극의 장력을 유지하면서 이동시키며, 절단부에서 제품치수에 맞춰서 전극을 커팅한 후, 비젼 검사부에서 제품 불량을 선별하고, 선별된 전극 제품을 흡입 컨베이어부를 이용하여 매거진에 공급하여 적층시킴으로써 우수한 품질의 전극을 고속으로 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 2차 전지용 전극 생산작업의 생산성을 크게 향상시키고, 장비의 최적화및 간소화로 유지보수 비용을 절감시키며, 전극 절단부의 불량 감소 및 절단면 향상을 이룰 수 있도록 개선된 우수한 효과를 얻을 수 있다.

Description

2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치{SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRODES OF BATTERY AND FEEDING APPARATUS USED FOR THE SYSTEM}

본 발명은 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 제조하기 위한 시스템 및 피딩장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 언와인딩부에서 연속 공급되는 띠형 전극에 대해 노칭부에서 전극탭을 가공하고, 피딩장치에 의해서 띠형 전극의 장력을 유지하면서 이동시키며, 절단부에서 제품치수에 맞춰서 전극을 커팅한 후, 비젼 검사부에서 제품 불량을 선별하고, 선별된 전극 제품을 흡입 컨베이어부를 이용하여 매거진에 공급하여 적층시킴으로써 우수한 품질의 전극을 고속으로 생산할 수 있어서 작업 생산성의 향상을 이루고, 장비의 최적화및 간소화로 유지보수 비용을 절감시키며, 절단부의 불량 감소 및 절단면 향상을 이룰 수 있도록 개선된 2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학 전지라 함은 양극, 음극 및 전해질을 포함하며 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 전지를 말하며, 이는 일회용으로 사용하는 일차 전지와 충방전이 가능하여 반복적인 사용이 가능한 2차 전지로 구분될 수 있다.

충방전이 가능한 장점에 의해 2차 전지의 사용이 점차적으로 늘고 있는 추세이다. 이와 같은 2차 전지 중에서도 리튬 2차 전지는 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에, 전자 통신 기기의 전원으로 사용되거나 고출력의 하이브리드 자동차 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 리튬 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)은 전지의 양극과 음극으로 사용되어 전지와 전지 외부를 전기적으로 연결하는데 사용된다. 상기 전극은 금속판을 펀칭(Punching) 및 노칭(Notching) 가공하여 제작된다.

이와 같이 종래의 펀칭을 통해서 전극을 제조하는 2차 전지용 전극 생산 시스템에 따르면, 띠상의 전극 소재를 연속적으로 공급하면서, 포켓이 형성된 다이와 펀치를 사용하여 전극을 만들어낸다.

상기 펀치는 그 횡단면이 상기 포켓의 평단면과 동일하게 형성되는 것으로서, 상기 펀치가 상기 포켓의 내부로 삽입가능하도록, 상기 펀치의 외면과 상기 포켓의 내면 사이에는 미세한 간극이 있도록 설계된다. 이러한 펀치는 상기 포켓의 내외부로 입출되게 상하방향으로 승강된다.

이와 같은 종래의 펀칭 절단장치에서는 전극소재가 상기 다이와 펀치사이로 연속적으로 공급되고, 상기 펀치가 하강하여 상기 다이의 포켓 내로 들어가면서 전극소재에서 펀치의 횡단면 형상의 전극을 만든다.

그러나 이와 같은 종래의 전극 절단방식은 펀치의 절단날이 수직 상하로 이동하면서 전극의 절단이 이루어지는 것으로서, 절단날이 쉽게 마모되어 수명이 단축되는 문제점을 갖는다.

또한, 종래의 펀치에 구비된 절단날은 상,하부날이 모두 사각 단면의 구조를 갖는 것이어서, 절단면이 일관되게 깨끗하지 못한 문제점도 갖는다.

특히, 종래의 2차 전지용 전극 생산 시스템은 고속으로 2차 전지용 전극을 연속 생산할 수 없어서 작업 생산성이 저하되고, 우수한 품질의 전극을 생산하기 어려운 문제점을 갖는다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 것으로서, 우수한 품질의 2차 전지용 전극을 연속생산할 수 있음으로써 공정 최적화에 따른 작업 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 개선된 2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 장비의 최적화 및 간소화로 유지보수비용을 크게 점감할 수 있으며, 전극의 절단작업시, 절단날의 마모를 줄이며, 절단면이 일관되게 균일하게 형성되도록 하며, 안정된 전극 절단작동을 이룰 수 있도록 개선된 2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 생산하기 위한 시스템에 있어서,

띠형 전극 소재를 감아서 보관하는 복수의 전극 릴을 구비하고, 상기 복수의 전극 릴로부터 띠형 전극를 연속공급하는 언 와인딩부;

상기 언 와인딩부의 후방에서 띠형 전극의 장력을 제어하는 버퍼부;

상기 버퍼부의 후방에서 전극에 노치를 형성하여 전극 탭을 형성하는 노칭부;

상기 노칭부의 후방에서 띠형 전극을 당겨서 견인하도록 제1 및 제2 파지부와 제1 및 제2 리니어부를 구비한 피딩부;

상기 피딩부의 후방에서 띠형 전극을 상하방향으로 협착 고정시킨 상태에서 경사진 각도를 유지하는 상부 절단날의 스윙작동으로 띠형 전극에 대해서 점 접촉하면서 띠형 전극을 제품 크기별로 각각 절단시키는 절단부;

상기 절단부의 후방에서 각각의 전극의 품질을 영상으로 검출하여 품질이 우수한 전극을 선별하는 비젼 검사부;

상기 비젼 검사부의 후방에서 비젼 검사부와 연동하여, 불량 품질의 전극은 외부로 배출시키고, 품질이 우수한 전극을 후속 공정으로 이동시키는 흡입 컨베이어부; 및

상기 흡입 컨베이어부의 후방에서 이송된 전극을 받아서 매거진에 보관 정렬시키는 전극 배출부;를 포함하여 2차 전지용 전극을 연속으로 제조하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 언 와인딩부와 버퍼부의 사이에는 EPC 사행제어부가 배치되며, 상기 EPC(Edge Position Control) 사행제어부는 띠형 전극의 모서리를 감지하는 EPC 센서를 구비하고, 띠형 전극이 사행으로 이동하도록 안내하는 다수의 가이드 롤러들을 구비하여 띠형 전극이 정해진 이동 경로를 따라서, 진행하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 버퍼부는 서모 모터에 의해서 상하로 직선이동하는 리니어 이동대를 구비하고, 상기 리니어 이동대의 양측에 각각 장착된 제1 및 제2 이동 롤러를 구비하며, 상기 리니어 이동대의 상단에 고정된 제3 고정롤러를 구비하고, 서모 모터의 작동으로 제3 고정 롤러에 대해서 리니어 이동대와 제1 및 제2 이동 롤러들이 이동하여 그 사이 간격이 조절되면, 상기 띠형 전극은 제1 이동 롤러로부터 제3 고정 롤러측으로 이동하고, 다시 방향을 바꾸어 제2 이동 롤러측을 통과하여 버퍼후단은 간헐운동이고 버퍼 전단은 등속운동을 하기위한 역할로 전극을 등속으로 운동시켜줌으로서 EPC의 전극의 사행조절이 용이하여 전극의 충격을 최소화 시키도록 장력을 제어할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 노칭부는 띠형 전극이 그 사이를 이동하는 금형상판과 금형하판을 구비하고, 상기 금형 상판이 고정된 금형고정상판을, 금형 하판이 고정된 금형고정하판에 대해 상하로 이동시키는 노칭용 서보모터를 구비하며, 상기 노칭용 서보모터는 크랭크 축을 통하여 금형 상판이 고정된 금형고정상판을, 금형 하판이 고정된 금형고정하판에 대해 상하로 이동시켜서 그 사이에서 띠형 전극을 노칭(notching)시켜 전극 탭을 형성하는 한편, 상기 금형고정상판의 높이를 수직으로 배치된 가이드 포스트들을 통하여 상하로 조절시키는 금형높이조절용 서보 모터를 구비하고, 상기 띠형 전극으로부터 노칭 절단된 스크랩 칩을 외부로 배출시키는 경사 슈트를 구비한 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

또한, 상기 노칭부는, 상기 버퍼부로부터 이동되는 띠형 전극의 이동 경로 상부에서, 상기 이동 경로를 따르는 상기 띠형 전극의 양측단 상부에 위치되며, 이동되는 상기 띠형 전극의 양측단으로부터 설정된 절단 영역을 이루도록 상기 띠형 전극의 양측단을 레이져를 사용하여 절단하는 한 쌍의 레이저 절단기와, 상기 한 쌍의 레이저 절단기를 상기 이동 경로를 따라 위치를 이동시키는 이동기와, 상기 한 쌍의 레이저 절단기를 사용하여 이동되는 상기 절단 영역에 균일한 간격을 갖는 노치들이 형성되도록 하고, 상기 이동기를 사용하여, 상기 한 쌍의 레이저 절단기 중 상기 띠형 전극의 일측단에 위치되는 하나의 레이저 절단기의 위치를 설정되는 위치로 이동시켜, 상기 띠형 전극의 일측단에 설정된 폭을 갖는 전극탭을 형성하도록 하는 레이저 전용 피씨를 구비하는 것이 좋다.

상기 한 쌍의 레이저 절단기는, 상기 띠형 전극의 일단측 상부에 위치되어 제 1절단 영역을 형성하는 제 1레이저 절단기와, 상기 띠형 전극의 타단측 상부에 위치되어 제 2절단 영역을 형성하는 제 2레이저 절단기를 구비하고,

상기 제 1절단 영역과 상기 제 2절단 영역은 서로 다른 폭을 형성하도록 틀어져 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제 1절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 2절단 영역의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치되도록 형성되고,

상기 제 2절단 영역의 후단과 상기 제 2절단 영역의 후단으로부터 이격되어 상기 띠형 전극의 일측단에 재절단되는 다른 제 2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제 2절단 영역은, 제 2-1절단 영역과, 제 2-2절단 영역으로 형성되고,

상기 제 2-1절단 영역의 전단은, 노치를 포함하고 상기 제 1절단 영역의 전단과 일치되고,

상기 제 2-2절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역의 후단과 일치되고,

상기 제 2-2절단 영역의 길이는, 상기 제 2-1절단 영역의 길이 보다 길게 형성되고,

상기 제 2-1절단 영역과 상기 제 2-2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2절단 영역은, 제 2-1절단 영역과, 제 2-2절단 영역으로 형성되고,

상기 제 2-2절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치되도록 형성되고,

상기 제 2-1절단 영역과 상기 제 2-2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성될 수도 있다.

또한, 상기 노칭부는, 전극 푸셔를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 전극 푸셔는, 상기 제 1절단 영영과 상기 제 2절단 영역이 형성되도록 상기 제 1,2레이저 절단기로부터 출사되는 레이저 광을 상기 띠형 전극으로 안내하는 레어져 커팅홀을 갖는 것이 바람직하다.

상기 전극 푸셔는, 터치판넬로부터 제어 신호를 받아 승강되어 상기 띠형 전극의 상면부를 누르는 승강기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 노칭부는, 진공 흡착판을 구비하고, 상기 진공 흡착판은 상기 띠형 전극이 상기 한 쌍의 레이저 절단기의 하부에 이동되면, 진공부로부터 제공 받은 진공을 사용하여 상기 띠형 전극을 흡착하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 2차 전지용 전극 생산 시스템은, 레이저를 사용하여 상기 띠형 전극에 일차적으로 전극탭을 성형하고, 상기 전극탭과 이어지는 사이드를 절단하여 이차적으로 개별전극시트로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 진공부는, 외부로부터 전기적 신호의 형태로 상기 띠형 전극의 사이즈를 포함하는 제품 정보에 따라 진공을 선택적으로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 진공 흡착판은, 브로우 장치를 더 구비하고, 상기 브로우 장치는 에어를 분사하여 상기 절단 영역이 형성되도록 절단된 전극의 취출을 유도하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 피딩부는 프레임의 전후에서 띠형 전극을 연속적으로 당기는 제1 및 제2 파지부와 제1 및 제2 리니어부를 포함하고, 상기 제1 파지부가 띠형 전극을 집어서 제1 리니어부가 후방으로 이동시키면, 상기 제2 파지부가 후속하여 상기 띠형 전극을 집어서 제2 리니어부가 후방으로 연속이동시키고, 띠형 전극을 견인하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 피딩부와 절단부의 사이에는 덴서(Dencer) 장력 조절부가 배치되어 절단부로 공급되는 띠형 전극의 장력을 조절하고, 상기 댄서 장력 조절부는 수평 실린더에 의해서 좌우로 이동되는 덴서 롤을 구비하고, 상기 덴서 롤과 상호작용하여 띠형 전극의 장력을 조절하는 다수의 이송 롤러들을 구비하며, 상기 수평 실린더의 작동으로 이송 롤러들에 대해서 덴서 롤이 이동하여 그 사이 간격이 조절되면, 상기 띠형 전극은 덴서 롤로부터 이송 롤러들을 통과하여 진행하는 거리가 조절되어 후속의 절단부로 공급되는 띠형 전극의 장력을 제어할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 절단부는 일정 크기의 프레임을 구비하고, 상기 프레임에 고정되어 일정 각도의 정역방향 회전력을 부여하는 절단용 서보 모터를 구비하며, 상기 절단용 서보 모터의 회전축에 장착된 캠과, 상기 캠상에서 회전축에 대해 편심된 커팅용 캠플로우에 회전가능하도록 일측면이 연결되어 상하로 승하강하는 절단판을 구비하고, 상기 절단판의 하부에 탈착가능하게 고정된 상부 절단날을 구비하고, 상기 상부 절단날에 대응하여 하부에 고정 배치되며, 그 사이에서 전극을 절단하는 하부 절단날을 구비하며, 상기 절단판의 전방측에 위치되어 상하로 승하강이 가능하며, 상기 캠의 돌출 곡면에 승강 캠플로우가 접촉하여 승하강하는 상부 푸셔 플레이트 및 상기 상부 푸셔 플레이트에 대응하여 하부에 고정 배치되며, 그 사이에서 전극을 협착시켜 전극을 고정시키는 하부 푸셔 플레이트를 포함하여 상기 절단용 서보 모터의 정회전작동으로 캠이 정회전하면서, 상부 푸셔 플레이트가 하강하여 하부 푸셔 플레이트의 사이에서 전극을 고정하고, 뒤이어서 상부 절단날의 하강작동으로 전극을 절단하며, 상기 서보 모터의 역회전작동으로 캠이 역회전하면서 상부 절단날이 상승하고, 뒤이어서 상부 푸셔 플레이트가 상승하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 비젼 검사부는 전극의 품질을 영상으로 검출하는 카메라를 구비하고, 카메라에 의해서 검출된 영상을 표준 영상에 비교하여 품질이 우수한 전극을 선별하고, 불량 전극을 검출한 경우에는 흡입 컨베이어부로 전기적 신호를 제공하여 흡입 컨베이어의 흡입력을 제거시키고, 불량 전극을 흡입 컨베이어로부터 탈락시켜 외부로 제거하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 흡입 컨베이어부는 절단부의 후방에서 절단된 전극을 받는 전방 컨베이어를 갖고, 상기 전방 컨베이어의 상부에서 흡입력을 이용하여 절단 전극을 하부면에 흡착하여 이동시키는 흡입 컨베이어를 구비하며, 상기 흡입 컨베이어의 후방측에서 전극을 받는 후방 컨베이어를 구비하고, 상기 전,후방 컨베이어의 사이 및 흡입 컨베이어의 하부에는 전극 낙하공간과 불량전극 트레이가 배치됨으로써, 불량 전극에 대해서는 흡입 컨베이어의 이동중에 흡입력을 제거하여 전극 낙하공간을 통하여 불량전극 트레이에 불량 전극을 수용하고, 품질이 우수한 전극에 대해서는 흡입 컨베이어의 흡입력을 유지하여 후방 컨벤이어로 이동시키고, 후속 공정으로 진행시키는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 전극 배출부는 흡입 컨베이어부로부터 제공되는 전극을 집는 상,하부 배출 롤러를 구비하고, 상기 상부 배출 롤러를 상하로 위치조절하는 롤러 위치조절용 모터를 구비하며, 상,하부 배출 롤러들을 회전시키는 배출 구동모터를 구비하고, 상기 배출 구동모터의 회전축은 상,하부 배출 롤러에 대해서 마그네틱 커플링을 통하여 연결되어 회전구동하고, 상,하부 배출 롤러 사이에서 전극을 집어서 후방으로 배출시키고, 상기 상,하부 배출 롤러의 후방측에는 적재 매거진이 배치되는 한편, 상기 적재 매거진의 상부측에는 좌우, 전후 실린더를 구비하여 전극들을 좌우, 전후로 정렬시키고, 매거진에 적재시키는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공한다.

또한, 상기 전극 배출부는, 이송된 상기 전극이 상기 매거진에 적재되면, 상기 매거진을 이송하는 매거진 컨베이어를 더 구비한다.

여기서, 상기 매거진 컨베이어는 상기 흡입 컨베이어 하부에 배치되고, 상기 매거진은 상기 흡입 컨베이버(1010) 하부에 배치되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 생산하기 위한 시스템에 사용되는 피딩장치에 있어서,

일정크기의 프레임;

상기 프레임의 전방에서 띠형 전극을 집는 제1 파지부;

상기 제1 파지부의 하부에서 제1 파지부를 전후로 이동시키는 제1 리니어부;

상기 제1 파지부의 후방에서 띠형 전극을 집는 제2 파지부; 및

상기 제2 파지부의 하부에서 제2 파지부를 전후로 이동시키는 제2 리니어부;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 파지부는 서로 동일한 구조로 이루어지고, 각각 그립용 서보 모터에 의해서 회전하는 편심 회전판에 의해서 상하로 승하강하는 상부 푸쉬 플레이트와, 상기 상부 푸쉬 플레이트의 하부에서 고정된 상태로 유지되는 하부 푸쉬 플레이트를 각각 구비하며,

상기 제1 및 제2 리니어부는 서로 동일한 구조로 이루어지고, 각각의 제1 및 제2 파지부의 하부에서 상기 상,하부 푸쉬 플레이트 사이에서 고정된 띠형 전극을 후방측으로 이동시키는 리니어 모듈을 각각 구비하고,

상기 제1 파지부가 띠형 전극을 집은 상태에서 제1 리니어부가 후방으로 이동시키면, 상기 제2 파지부가 후속하여 상기 띠형 전극을 집고 제1 파지부가 전극을 놓으며, 제2 리니어부가 후방으로 연속이동시켜서 띠형 전극을 견인하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각의 상부 푸쉬 플레이트의 하부에 푸쉬 핑거들을 구비하여 전극을 하부 푸쉬 플레이트에 대해서 밀착시켜 파지(把持)하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각 상기 그립용 서보 모터에 의해서 회전하는 편심 회전판에 의해서 상하로 이동하는 승강대를 구비하고, 상기 승강대에 연결되어 상하로 이동하는 다수의 수직대를 구비하며, 상기 수직대에는 상부 푸쉬 플레이트가 연결되어 상기 그립용 서보 모터의 작동에 의해서 상부 푸쉬 플레이트가 승하강하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각 다수의 수직대 둘레에 스프링이 끼워지고, 상기 스프링은 그 하단이 프레임에 지지되고, 그 상단은 상부 푸쉬 플레이트에 지지되어 탄성적으로 상기 상부 푸쉬 플레이트를 항상 상부측으로 지지하고, 상기 그립용 서보 모터의 작동에 의해서 수직대와 상부 푸쉬 플레이트가 하강하면 스프링이 수축되어 하부 푸쉬 플레이트의 사이에서 전극을 파지하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 바람직하게는, 상기 하부 푸쉬 플레이트는 전극이 놓이는 그 상부면에 다수의 요철홈이 형성되고, 상기 요철홈에는 전극을 떠받쳐서 전극의 처짐을 방지하는 다수의 지지바들이 배치된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치를 제공한다.

본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산 시스템 및 피딩장치에 의하면, 입측의 언 와인딩부로부터 띠형 전극이 공급되고, EPC 사행제어부에서 사행이 제어되며, 버퍼부에서 띠형 전극의 장력을 제어하고, 노칭부에서 전극에 노치를 형성하여 전극 탭을 형성한다. 그리고, 피딩부에서 띠형 전극을 당겨서 견인하는 장력을 부여하여 이동시키며, 덴서(Dencer) 장력 조절부에서 절단부로 공급되는 띠형 전극의 장력을 제어하며, 절단부에서 띠형 전극을 상하방향으로 협착 고정시킨 상태에서 띠형 전극을 제품 크기별로 각각 절단한다.

또한, 후방의 비젼 검사부에서는 각각의 전극의 품질을 영상으로 검출하여 품질이 우수한 전극을 선별하며, 흡입 컨베이어부는 비젼 검사부와 연동하여, 불량 품질의 전극은 외부로 배출시키고, 품질이 우수한 전극을 후속 공정으로 이동시키며, 전극 배출부는 흡입 컨베이어부의 후방에서 이송된 전극을 받아서 매거진에 보관 정렬시킨다.

따라서, 본 발명에 의하면 이와 같은 연속 공정을 통하여 공정 최적화에 따른 작업 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 장비의 최적화 및 간소화로 유지보수비용을 크게 점감할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템을 도시한 정단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템을 도시한 평단면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 버퍼부를 도시한 작동 설명도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 덴서 장력제어부를 도시한 작동 설명도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 노칭부의 정단면도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 노칭부의 평단면도이다.
도 4c는 본 발명에 따르는 노칭부의 다른 예를 보여준다.
도 4d는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 1방식을 보여주는 도면이다.
도 4e는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 2방식을 보여주는 도면이다.
도 4f는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 3방식을 보여주는 도면이다.
도 5a는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 피딩부의 정단면도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 피딩부의 우측단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 피딩부의 확대 단면도이다.
도 7a은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 절단부의 정단면도이다.
도 7b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 절단부의 평단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 절단부의 외관 사시도이다.
도 9a은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 절단부의 작동 설명도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 절단부의 내부 작동 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 비젼 검사부와 흡입 컨베이어부의 정단면도이다.
도 11a은 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 전극 배출부와 정렬장치의 정단면도이다.
도 11b는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 전극 배출부와 정렬장치의 평단면도이다.
도 11c는 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템에 구비된 전극 배출부와 정렬장치의 다른 실시예 정면도이다.
도 12a는 본 발명에 따르는 전극 푸셔 및 진공 흡착판을 보여주는 측면도이다.
도 12b는 본 발명에 따르는 전극 푸셔 및 진공 흡착판을 보여주는 정면도이다.
도 12c는 전극 푸셔를 보여주는 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 자동으로 연속 생산하기 위한 장치이다.

본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 도 1 및 도 2에 전체적으로 도시된 바와 같이, 입측의 언 와인딩부(200)로부터 띠형 전극(S)이 공급되고, 노칭부(500) 및 절단부(800)를 거쳐서 제품의 요구되는 크기로 자동 절단되어 출측의 전극 배출부(1100)를 통하여 낱개의 2차 전지용 개별 전극(Sa)으로 생산된 다음, 매거진(1160)에 적재된다.

먼저, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 띠형 전극(S) 소재를 감아서 보관하는 복수의 전극 릴(210a,210b)을 구비하고, 상기 복수의 전극 릴(210a,210b)로부터 띠형 전극(S)를 연속공급하는 언 와인딩부(200)를 구비한다.

이와 같은 언 와인딩부(200)는 띠형 전극(S)이 두루마리형태로 각각 감긴 복수의 전극 릴(210a,210b)을 구비하는데, 그 중 하나의 전극 릴(210a)은 띠형 전극(S)을 연속 공급하고, 다른 하나의 전극 릴(210b)은 예비 공급용으로 대기하며, 현재 띠형 전극(S)을 공급중인 전극 릴(210a)의 띠형 전극(S)이 모두 공급되면, 예비 공급용의 전극 릴(210b)을 이용하여 즉시 띠형 전극(S)을 연속으로 공급할 수 있어서 편리하다.

이와 같은 언 와인딩부(200)의 후방측 상부로는, EPC 사행제어부(300)가 배치되는데, 이와 같은 EPC(Edge Position Control) 사행제어부(300)는 띠형 전극(S)이 정해진 이동 경로를 따라서, 진행하도록 그 위치를 정렬한다.

즉, EPC(Edge Position Control) 사행제어부(300)는 띠형 전극(S)의 모서리를 감지하는 EPC 센서(미 도시)를 구비하고, 띠형 전극(S)이 사행으로 이동하도록 안내하는 다수의 가이드 롤러(310)들을 구비하며, 이와 같은 가이드 롤러(310)들을 위치조절하여 띠형 전극(S)이 정해진 이동 경로를 따라서, 정확하게 진행하도록 하여준다.

이와 같은 EPC 사행제어부(300)의 후방측으로는 버퍼부(400)가 위치되는데, 이와 같은 버퍼부(400)는 상기 언 와인딩부(200)의 후방에서 띠형 전극(S)의 장력을 제어하는 것이다.

이와 같은 버퍼부(400)는 도 3a에 상세히 도시된 바와 같이, 서모 모터(미 도시)에 의해서 상하로 직선이동하는 리니어 이동대(410)를 구비하고, 상기 리니어 이동대(410)의 양측에 각각 장착된 제1 및 제2 이동 롤러(420a,420b)를 구비한다.

그리고, 이와 같은 리니어 이동대(410)의 상부측으로는 위치가 고정된 상태로 회전하는 방향전환 롤러로서 작용하는 제3 고정롤러(430)를 구비한다.

이와 같은 버퍼부(400)는 상기 서모 모터의 작동으로 제3 고정롤러(430)에 대해서 리니어 이동대(410)와 제1 및 제2 이동 롤러(420a,420b)들이 상하로 이동하게 되어 그 사이 간격이 조절되는 것으로서, 상기 띠형 전극(S)은 제1 이동 롤러(420a)로부터 제3 고정롤러(430)측으로 이동하고, 다시 방향을 바꾸어 제2 이동 롤러(420b)측을 통과하여 진행하는 과정에서, 상기 서보 모터(미 도시)가 동작하면, 제1 이동 롤러(420a)로부터 제3 고정롤러(430) 사이의 거리가 조절되고, 제3 고정롤러(430)로부터 제2 이동 롤러(420b) 사이의 거리가 조절된다.

따라서, 이와 같이 제3 고정롤러(430)에 대한 제1 및 제2 이동 롤러(420a,420b) 사이의 거리를 조절함으로써 후속의 노칭부(500)로 공급되는 띠형 전극(S)의 장력을 제어할 수 있는 것이다. 또한 전극 피딩시 위치 변화를 최소화 하기위해 가이드롤러(431)는 설정된 기준에서 저속일 경우 일반롤을 사용하고, 설정된 기준 이상으로 고속일 경우에는 NIP 롤 또는 석션롤을 사용할 수도 있다.

즉, 버퍼부(400)는 전극(S)이 제2 이동 롤러(420b)측을 통과하는 과정에서, 버퍼후단은 간헐운동이고, 버퍼 전단은 등속운동을 하기위한 역할로 전극(S)을 등속으로 운동시켜줌으로서, EPC의 전극의 사행조절이 용이하여 전극의 충격을 최소화 시키도록 장력을 제어할 수 있도록 구성된 것이다.

또한 상기 버퍼부(400)는 출측에 전극 가이드판(433)을 구비하여 띠형 전극(S)이 상하로 출렁이는 것을 효과적으로 방지한다.

그리고, 이와 같은 버퍼부(400)의 후방측으로는 전극(S)에 노치를 형성하여 전극 탭(Sb)을 형성하는 노칭부(500)를 구비한다.

이와 같은 노칭부(500)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 띠형 전극(S)이 그 사이를 이동하는 금형상판(510)과 금형하판(514)을 구비하고, 상기 금형상판(510)을 장착한 금형고정상판(510a)을, 금형하판(514)을 장착한 금형고정하판(514a)에 대해 상하로 이동시키는 노칭용 서보모터(520)를 구비한다.

또한, 상기 노칭용 서보모터(520)는 크랭크 축(미 도시)을 통하여 금형고정상판(510a)을 금형고정하판(514a)에 대해 상하로 이동시켜서 금형 상,하판(510,514)의 사이에서 띠형 전극(S)을 노칭(notching)시켜 전극 탭(Sb)을 형성한다.

그리고, 이와 같은 노칭부(500)는 상기 금형고정상판(510a)의 높이를 수직으로 배치된 가이드 포스트(530)들을 통하여 상하로 조절시키는 금형높이조절 및 유지보수용 서보 모터(540)를 하부측에 구비한다. 상기 높이조절은 수동핸들을 사용 하여 세팅 할 수 도 있다.

또한, 상기 금형고정상판(510a)을 금형고정하판(514a)에 대해 상하로 이동시키면서 전극(S)을 노칭하여 발생된 스크랩 칩(P)을 외부로 배출시키는 경사 슈트(560)를 구비한 것이다.

따라서, 이와 같은 노칭부(500)는 띠형 전극(S)이 금형고정상판(510a)과 금형고정하판(514a) 사이를 통과하는 과정에서, 노칭용 서보모터(520)가 작동하여 금형고정상판(510a)의 금형 상판(510)을 동작시키고, 금형고정하판(514a)의 금형 하판(514)에 대해 띠형 전극(S)을 노칭시켜서 전극 탭(Sb)을 생성하며, 이때 발생된 스크랩 칩(P)은 경사 슈트(560)를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 본 발명에서는 이동되는 띠형 전극을 노칭시켜 전극탭을 형성하는 경우, 상술한 예외, 레이저를 사용하여 노칭 공정을 진행할 수있다.

도 4c는 본 발명에 따르는 노칭부의 다른 예를 보여준다.

도 4c를 참조 하면, 본 발명에 따르는 노칭부는 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)와, 레이저 전용 피씨(1341)로 구성된다. 상술한 레이저 절단기(1310,1320)는 생산속도에 따라서 하나만을 사용할 수있다.

즉, 상기 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)는 절단되는 설정된 속도에 따라, 하나로 사용되는 것을

상기 생산속도는 띠형 전극을 개별전극으로 제조하는 전체 물량과 비례될 수 있다.

상기 한 쌍의 레이저 절단기는 버퍼부(400)로부터 이동되는 띠형 전극(S)의 이동 경로 상부에서, 상기 이동 경로를 따르는 상기 띠형 전극(S)의 양측단 상부에 위치된다.

상기 레이저 전용 피씨(1341)는 레이저 절단기들(1310,1320)의 레이저 출사 동작을 제어한다.

상기 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)는 상기와 같이 이동되는 상기 띠형 전극(S)의 양측단으로부터 설정된 절단 영역을 이루도록 상기 띠형 전극(S)의 양측단을 레이저를 사용하여 절단한다.

상기 레이저 절단기(1310,1320)로부터 출사되는 레이저는 후술되는 소정의 패턴을 갖는 레이저 커팅홀(1410)을 통과하면서, 띠형 전극을 패턴 형상으로 절단한다.

상기 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320) 중 상기 띠형 전극(S)의 일측단에 위치되는 하나의 레이저 절단기(1310)로부터 출사되는 레이저는 상기 띠형 전극(S)의 일측단에 설정된 폭을 갖는 전극탭(Sb)을 형성하도록 한다.

상기 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)는 상기 띠형 전극(S)의 일단측 상부에 위치되어 제 1절단 영역(A)을 형성하는 제 1레이저 절단기(1310)와, 상기 띠형 전극(S)의 타단측 상부에 위치되어 제 2절단 영역(B)을 형성하는 제 2레이저 절단기(1320)로 구성된다.

상기 제 1절단 영역(A)과 상기 제 2절단 영역(B)은 서로 다른 폭을 형성하도록 틀어져 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따르는 노칭부는 절단 방식에 따라, 제 1,2,3방식으로 구성된다.

도 4d는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 1방식을 보여주는 도면이다.

도 4d를 참조 하면, 이는 레이저로 절단되는 띠형 전극(S)에서, 첫장을 사용하지 않는 예이다.

제 1방식을 설명한다.

띠형 전극(S)은 이동 경로를 따라 이동된다.

여기서, 상기 제 2절단 영역(B)의 후단은 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역(A)의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치된다.

또한, 상기 제 2절단 영역(B)의 후단과 상기 제 2절단 영역(B)의 후단으로부터 이격되어 상기 띠형 전극(S)의 일측단에 재절단되는 다른 제 2절단 영역(B)의 사이 영역은 상기 전극탭(Sb)으로 형성된다.

따라서, 상기와 같이 제 1,2절단 영역(A,B)이 형성되도록 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)를 사용하여 레이저를 이동되는 띠형 전극(S)에 출사하면, 도 4d에 도시되는 바와 같이 전극탭(Sb)이 형성되는 전극(Sa)을 반복적으로 생산할 수 있다.

도 4e는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 2방식을 보여주는 도면이다.

제 2방식을 설명한다.

띠형 전극(S)은 이동 경로를 따라 이동된다.

제 2절단 영역(B)은, 제 2-1절단 영역(B1)과, 제 2-2절단 영역(B2)으로 형성된다.

상기 제 2-1절단 영역(B1)의 전단은, 노치를 포함하고 상기 제 1절단 영역(A)의 전단과 일치된다.

상기 제 2-2절단 영역(B2)의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역(A)의 후단과 일치된다.

상기 제 2-2절단 영역(B2)의 길이는, 상기 제 2-1절단 영역(B1)의 길이 보다 길게 형성된다.

상기 제 2-1절단 영역(B1)과 상기 제 2-2절단 영역(B2)의 사이 영역은 상기 전극탭(Sb)으로 형성된다.

따라서, 상기와 같이 제 2-1, 2-2절단 영역(B1,B2), 제 1절단 영역(A)이 형성되도록 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)를 사용하여 레이저를 이동되는 띠형 전극(S)에 출사하면, 도 4e에 도시되는 바와 같이 전극탭(Sb)이 형성되는 전극(Sa)을 반복적으로 생산할 수 있다.

제 2방식의 경우, 띠형 전극으로부터 레이저 노칭되는 첫장을 사용할 수 있다.

도 4f는 도 4c의 노칭부를 사용하는 제 3방식을 보여주는 도면이다.

제 3방식을 설명한다.

띠형 전극(S)은 이동 경로를 따라 이동된다.

상기 제 2-2절단 영역(B2)의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역(B1)의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치되도록 형성된다.

따라서, 상기와 같이 제 2-1, 2-2절단 영역(B1,B2), 제 1절단 영역(A)이 형성되도록 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)를 사용하여 레이저를 이동되는 띠형 전극(S)에 출사하면, 도 4f에 도시되는 바와 같이 전극탭(Sb)이 형성되는 전극(Sa)을 반복적으로 생산할 수 있다.

제 3방식의 경우, 띠형 전극으로부터 레이저 노칭되는 첫장을 사용할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 레이저를 사용하는 노칭부를 이용하여, 상기와 같이 전극탭을 갖는 전극을 생산하는 경우, 제 1,2,3방식 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

도 12a는 본 발명에 따르는 전극 푸셔 및 진공 흡착판을 보여주는 측면도이고, 도 12b는 본 발명에 따르는 전극 푸셔 및 진공 흡착판을 보여주는 평면도이고, 도 12c는 전극 푸셔를 보여주는 평면도이다.

본 발명에 따르는 노칭부는 전극 푸셔(1400)를 갖는다.

상기 전극 푸셔(1400)는 상기 제 1절단 영역(A)과 상기 제 2절단 영역(B)이 형성되도록 상기 제 1,2레이저 절단기(1310,1320)로부터 출사되는 레이저 광을 상기 띠형 전극(S)으로 안내하는 레이저 커팅홀(1410)을 구비한다.

상기 전극 푸셔(1400)는 터치판넬(1340)로부터 제어 신호를 받아 승강되어 상기 띠형 전극(S)의 상면부를 누르는 승강기(미도시)를 갖는다.

상기 터치판넬(1340)은 본 발명의 2차 전지용 전극 생산 시스템의 각 구성의 구동을 제어한다.

상기 전극 푸셔(1400)의 경우, 승강기의 승강 동작에 따라 이루어지며, 전극 푸셔 하부에서 형성되는 하부 진공은 전극 제품 별로 선택 사용이 가능할 수 있다.

또한, 상기 노칭부는 진공 흡착판(1500)을 구비한다.

상기 진공 흡착판(1500)은 상기 띠형 전극(S)이 상기 한 쌍의 레이저 절단기(1310,1320)의 하부에 이동되면, 외부로부터 제공 받은 진공을 사용하여 상기 띠형 전극(S)을 흡착할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 레이저 절단기(1310,1320)로부터 방출되는 레이저를 이용하여 원하는 패턴으로 전극(S)을 노칭시키거나, 절단시킬 수 있고, 간단한 구조와 작동 메카니즘을 구비함으로써 더욱 설비를 간단하고, 축소시킬 수 있어서 협소한 작업 현장에 유용한 것이다.

다음, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 상기 노칭부(500)의 후방에서 띠형 전극(S)을 당겨서 견인하도록 제1 및 제2 파지부(610a,630a)와 제1 및 제2 리니어부(610b,630b)를 구비한 피딩부(600)를 갖는다.

이와 같은 피딩부(600)는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 프레임(604)의 전후에서 띠형 전극(S)을 연속적으로 당기는 제1 및 제2 파지부(610a,630a)와 제1 및 제2 리니어부(610b,630b)를 포함하고, 상기 제1 파지부(610a)가 띠형 전극(S)을 집어서 제1 리니어부(610b)가 후방으로 이동시키면, 상기 제2 파지부(630a)가 후속하여 상기 띠형 전극(S)을 집어서 제2 리니어부(630b)가 후방으로 연속이동시키고, 띠형 전극(S)을 후방으로 연속 견인하도록 구성된 것이다.

이와 같은 피딩부(600)에 구비된 피딩장치(600a)가 도 5a, 도 5b 및 도 6에 상세히 도시되어 있다.

이와 같은 피딩장치(600a)는 일정크기의 프레임(604)의 전방에서 띠형 전극(S)을 집는 제1 파지부(610a)를 갖고, 상기 제1 파지부(610a)의 하부에서 제1 파지부(610a)를 전후로 이동시키는 제1 리니어부(610b)를 갖는다.

그리고, 상기 제1 파지부(610a)의 후방에서 띠형 전극(S)을 집는 제2 파지부(630a)와, 상기 제2 파지부(630a)의 하부에서 제2 파지부(630a)를 전후로 이동시키는 제2 리니어부(630b)를 구비한다.

이와 같은 제1 및 제2 파지부(610a,630a)는 서로 동일한 구조로 이루어지는 것으로서, 그 각각은 도 6에 확대 단면으로 도시된 바와 같이, 그립용 서보 모터(612,632)에 의해서 회전하는 편심 회전판(614,634)에 의해서 상하로 승하강하는 상부 푸쉬 플레이트(616,636)와, 상기 상부 푸쉬 플레이트(616,636)의 하부에서 고정된 상태로 유지되는 하부 푸쉬 플레이트(618,638)를 각각 구비한다.

이와 같은 제1 및 제2 파지부(610a,630a)는 각각의 상부 푸쉬 플레이트(616,636)의 하부에 푸쉬 핑거(616a,636a)들을 구비하는데, 이와 같은 다수의 푸쉬 핑거(616a,636a)들은 띠형 전극(S)을 하부 푸쉬 플레이트(618,638)에 대해서 밀착시켜서 안정된 상태로 파지(把持)하게 된다.

그리고, 이러한 제1 및 제2 파지부(610a,630a)는 각각 상기 그립용 서보 모터(612,632)에 의해서 회전하는 편심 회전판(614,634)에 의해서 상하로 이동하는 승강대(620,640)를 구비하고, 상기 승강대(620,640)의 측면 모서리에 연결되어 상하로 이동하는 다수의 수직대(622,642)를 구비하며, 상기 수직대(622,642)에는 상부 푸쉬 플레이트(616,636)가 연결되어 상기 그립용 서보 모터(612,632)의 작동에 의해서 상부 푸쉬 플레이트(616,636)가 승하강하게 된다.

또한, 상기 각각 다수의 수직대(622,642) 둘레에는 스프링(624,644)이 끼워지고, 이러한 스프링(624,644)은 그 하단이 프레임(604)에 지지되며, 그 상단은 상부 푸쉬 플레이트(616,636)에 지지되어 탄성적으로 상기 상부 푸쉬 플레이트(616,636)를 항상 상부측으로 지지한다.

따라서, 상기 그립용 서보 모터(612,632)의 작동에 의해서 수직대(622,642)와 상부 푸쉬 플레이트(616,636)가 하강하면, 스프링(624,644)이 수축되어 상부 푸쉬 플레이트(616,636)의 푸쉬 핑거(616a,636a)와 하부 푸쉬 플레이트(618,638)의 사이에서 띠형 전극(S)을 파지하게 된다.

한편, 상기 하부 푸쉬 플레이트(618,638)는 띠형 전극(S)이 놓이는 그 상부면에 다수의 요철홈(626,646)이 형성되고, 상기 요철홈(626,646)에는 띠형 전극(S)을 떠받쳐서 처짐을 방지하는 다수의 지지바(628,648)들이 각각 배치되어 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 파지부(610a,630a)의 하부에 각각 배치되는 제1 및 제2 리니어부(610b,630b)는 서로 동일한 구조로 이루어지는데, 이와 같은 제1 및 제2 리니어부(610b,630b)는 각각의 제1 및 제2 파지부(610a,630a)의 하부에서 상기 상,하부 푸쉬 플레이트(618,638) 사이에서 고정된 띠형 전극(S)을 후방측으로 이동시키는 리니어 모듈(629,649)을 각각 구비한다.

즉, 상기 제1 파지부(610a)는 그 하부에 제1 리니어부(610b)의 리니어 모듈(629)이 일체로 연결되고, 제2 파지부(630a)는 그 하부에 제2 리니어부(630b)의 리니어 모듈(649)이 일체로 연결되어 각각 동작한다.

이와 같은 리니어 모듈(629,649)들은 자체적으로 내장된 모터(미 도시)를 이용하여 엘엠 가이드상에서 직선적으로 전후진한다.

이와 같은 피딩장치(600a)는 제1 파지부(610a)가 띠형 전극(S)을 상부 푸쉬 플레이트(616)의 푸쉬 핑거(616a)와 하부 푸쉬 플레이트(618)의 사이에서 집은 상태에서 제1 리니어부(610b)가 후방으로 이동시키면(점선 참조), 뒤이어 제2 파지부(630a)가 후속하여 상기 띠형 전극(S)을 집고 제1 파지부(610a)가 전극을 놓게 된다.

그리고, 이와 같은 상태에서 제2 리니어부(630b)가 후방으로 연속이동시켜서 띠형 전극(S)을 견인하며, 제1 리니어부(610b)는 제1 파지부(610a)의 상부 푸쉬 플레이트(616)의 푸쉬 핑거(616a)와 하부 푸쉬 플레이트(618)의 사이가 벌어진 상태로 도 5a에서 점선으로 도시된 바와 같이, 전방으로 이동하여 재차 띠형 전극(S)을 집고, 후방으로 이동시키는 작업을 반복한다.

이때, 제2 파지부(630a)와 제2 리니어부(630b)는 제1 파지부(610a)와 제1 리니어부(610b)에 연동하여 연속 작동됨은 물론이다.

그리고, 본 발명은 상기 피딩부(600)의 후방에 덴서(Dencer) 장력 조절부(700)가 배치되어 절단부(800)로 공급되는 띠형 전극(S)의 장력을 조절한다.

이와 같은 댄서 장력 조절부(700)는 도 3b에 도시된 바와 같이, 수평 실린더(710)에 의해서 좌우로 이동되는 덴서 롤(720)을 구비하고, 상기 덴서 롤(720)과 상호작용하여 띠형 전극(S)의 장력을 조절하는 다수의 이송 롤러(730)들을 구비한다.

즉, 상기 댄서 장력 조절부(700)는 수평 실린더(710)의 작동으로 이송 롤러(730)들에 대해서 덴서 롤(720)이 이동하면, 그 사이 간격이 조절되고, 결과적으로 상기 띠형 전극(S)은 덴서 롤(720)로부터 이송 롤러(730)들을 통과하여 진행하는 거리가 조절되어 후속의 절단부(800)로 공급되는 띠형 전극(S)의 장력을 제어할 수 있도록 구성된 것이다.

이와 같은 댄서 장력 조절부(700)는 이송 롤러(730)들 사이에 좌우 조절용 마이크로 메터(미 도시)를 장착하여 전극의 사행을 조절할 수 있고, 상하부 이송 롤러(730) 중간에는 전극 고정판(731)을 추가하여 장치상에 문제가 발생하는 경우, 전극을 고정시키고 보수할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 댄서 장력 조절부(700)는 상기에서 설명된 버퍼부(400)와 유사하게 동작한다.

상기 댄서 장력 조절부(700)는 일정 이하의 소형 전지에 소요되는 전극 제조시에는 상기 버퍼부(400)를 미사용하는 상태에서 작동될 수 있다.

반면, 중대형 고속 전지의 제조시에는 버퍼부(400)를 사용하여 제어하도록 할 수도 있다.

그리고, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 상기 댄서 장력 조절부(700)의 후방에서 띠형 전극(S)을 상하방향으로 협착 고정시킨 상태에서 경사진 각도를 유지하는 상부 절단날(850a)의 스윙작동으로 띠형 전극(S)에 대해서 점 접촉하면서 띠형 전극(S)을 제품 크기별로 각각 절단시키는 절단부(800)를 구비한다.

이와 같은 절단부(800)는 띠형 전극(S)을 순차적으로 차례차례 절단시키는 것으로서, 도 7a, 도 7b, 도 8, 도 9a 및 도 9b에 상세히 도시된 바와 같다.

이와 같은 절단부(800)는 일정 크기의 프레임(810)을 갖는다.

이와 같은 프레임(810)은 예를 들면 사각의 철제 프레임(810)으로 이루어지며, 그 하부 전방측으로는 피딩 콘베이어(802)가 배치되어 띠형 전극(S)이 하부를 통과하도록 공급된다.

그리고, 이러한 절단부(800)는 상기 프레임(810)에 고정되어 일정 각도의 정역방향 회전력을 부여하는 서보 모터(820)를 구비한다.

이와 같은 서보 모터(820)는 상기 프레임(810)에 그 보디(822)가 일체로 연결되고, 그 회전축(824)은 정,역회전이 가능하고, 프레임(810)의 내측으로 연장되어 도 9b에 도시된 바와 같이, 캠(830)이 일체로 장착된다.

이와 같은 캠(830)은 그 배면 중앙에 서보 모터(820)의 회전축(824)이 일체로 고정된 것으로서, 그 외주면에는 직경이 크게 확대된 돌출 곡면(832)을 형성한다.

그리고, 본 발명은 상기 캠(830)상에서 회전축(824)에 대해 편심된 커팅용 캠플로우(842)에 회전가능하도록 일측면이 연결되어 상하로 승하강하는 절단판(840)을 구비하고, 상기 절단판(840)의 하부에 탈착가능하게 고정된 상부 절단날(850a)을 구비한다.

즉, 상기 상부 절단날(850a)은 캠(830)과 절단판(840)사이에서 커팅용 캠플로우(842)를 통하여 서보 모터(820)의 회전축(824)에 연결되는데, 이와 같은 커팅용 캠플로우(842)는 상기 캠(830) 상의 회전축(824)에 대해서 직경방향으로 일정 길이 편심되어 있다.

따라서, 상기 서모 모터(820)의 회전축(824)이 회전되면, 상기 커팅용 캠플로우(842)는 캠(830) 상에서 회전축(824)을 중심으로 스윙하게 되며, 결과적으로 상기 커팅용 캠플로우(842)를 통해 캠(830)에 연결된 절단판(840)과 상부 절단날(850a)도 스윙된다.

이와 같은 서보 모터(820)는 이후에 도 9b에 도시된 바와 같이, 회전축(824)에 고정된 캠(830)이 상부 절단날(850a)의 상승 위치(P1)와 하강 위치(P2)의 사이에서 81도~135도 회전각도로 정역회전 스윙하여 상부 절단날(850a)의 경사진 승강작동을 이루고, 하부 절단날(850b)과의 사이에서 띠형 전극(S) 절단동작을 이루게 된다.

또한, 상기 절단부(800)는 상기 상부 절단날(850a)에 대응하여 하부에 고정 배치되며, 그 사이에서 띠형 전극(S)을 절단하는 하부 절단날(850b)을 구비한다.

이와 같은 하부 절단날(850b)은 도 9b에 도시된 바와같이, 사각 단면의 구조로 이루어지고, 상부 절단날(850a)과 상호작용하여 띠형 전극(S)을 개별 전극(Sa)으로 절단한다.

그리고, 절단부(800)는 상기 절단판(840)의 전방측에 위치되어 상하로 승하강이 가능하며, 상기 캠(830)의 돌출 곡면(832)에 승강 캠플로우(862)가 접촉하여 승하강하는 상부 푸셔 플레이트(860a)를 구비한다.

이와 같은 상부 푸셔 플레이트(860a)는 캠(830)의 돌출 곡면(832)에 승강 캠플로우(862)를 통하여 연결되는데, 이와 같은 승강 캠플로우(862)는 상부 푸셔 플레이트(860a)의 배면으로부터 절단판(840)에 형성된 절개 공(846)(도 9b참조)을 통하여 상기 캠(830)의 돌출 곡면(832)으로 연장되어 동력전달이 가능하도록 연결된다.

즉, 이와 같은 상부 푸셔 플레이트(860a)는 승강 캠플로우(862)가 상부 푸셔 플레이트(860a)의 배면으로부터 절단판(840)에 형성된 절개 공(846)을 통하여 상기 캠(830)의 돌출 곡면(832)으로 연장되어 접촉됨으로써, 상기 서보 모터(820)의 작동으로 캠(830)이 회전되면, 상기 상부 푸셔 플레이트(860a)는 커팅용 캠플로우(842)를 통해서 캠(830)에 연결된 절단판(840)과 상부 절단날(850a)과는 별개로 동작한다.

그리고, 이와 같은 상부 푸셔 플레이트(860a)는 그 양측 모서리가 상기 프레임(810)의 양측에 수직으로 각각 고정된 엘엠 가이드(870a,370b)에 의해서 상하 슬라이딩이 가능하도록 수직으로 배치되고, 상기 상부 푸셔 플레이트(860a)의 양측 모서리로부터 돌출된 고정핀(872)에는 스프링(874)이 장착되어 프레임(810)의 하부 고정핀(876)과의 사이에서 상기 상부 푸셔 플레이트(860a)를 항상 하부측으로 당기도록 배치된다.

따라서, 이와 같은 상부 푸셔 플레이트(860a)는 상기 서보 모터(820)의 회전작동으로 캠(830)의 돌출 곡면(832)이 상기 승강 캠플로우(862)를 상부측으로 밀어 올리면, 상기 스프링(874)을 신장시키면서 상부 푸셔 플레이트(860a)가 엘엠 가이드(870a,370b)를 따라서, 상승하고, 상기 승강 캠플로우(862)가 캠(830)의 돌출 곡면(832)을 넘어서면 스프링(874)의 당김 복원력으로 상부 푸셔 플레이트(860a)는 하강하도록 구성된다.

또한, 이와 같은 상기 상부 푸셔 플레이트(860a)는 그 하부 모서리에 "ㄴ"형 측단면의 상부 누름판(864a)을 일체로 장착하여 승하강하고, 상기 상부 누름판(864a)은 하부 푸셔 플레이트(860b)의 평판형 하부 누름판(864b)에 대해서 승하강하여 그 사이에서 띠형 전극(S)을 협착 고정시키는 것이다.

한편, 상기 절단부(800)는 상기 절단판(840)의 하부에 상부 절단날(850a)이 볼트(856) 고정식으로 탈착가능하게 장착되는데, 이와 같은 상부 절단날(850a)은 그 절단 모서리의 일측이 타측보다 낮고, 비스듬하게 직선형으로 경사진 경사면을 형성하여 하부 절단날(850b)의 절단 모서리에 대해 경사 형성한다.

따라서, 상부 절단날(850a)은 상,하부 절단날(850a,350b) 사이에서 띠형 전극(S)의 절단동작시, 점 접촉을 하면서 절단시키게 된다.

이와 같이 상부 절단날(850a)은 하부 절단날(850b)과의 사이에서 띠형 전극(S)의 절단작업시, 절단날(850a,350b)의 마모를 줄이며, 절단면이 일관되게 균일하게 형성되도록 하며, 안정되게 전극(S)의 절단작동을 이룰 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 상기 하부 절단날(850b)의 하부측으로는 전극 활성화 물질을 흡입배출시키기 위한 배출 박스(880)가 형성되고, 상기 하부 푸셔 플레이트(860b)의 양측으로는 상,하부 절단날(850a,350b) 사이의 간극을 조절하기 위한 마이크로미터(890)가 각각 장착된 구조이다.

상기와 같이 구성된 절단부(800)는 서보 모터(820)의 정회전작동으로 캠(830)이 정회전하면서, 상부 푸셔 플레이트(860a)가 하강하여 하부 푸셔 플레이트(860b)의 사이에서 띠형 전극(S)을 고정하고, 뒤이어서 상부 절단날(850a)의 하강작동으로 띠형 전극(S)을 절단하여 도 7b에 도시된 바와 같이, 각각의 개별 전극(Sa)으로 형성한다.

그리고, 상기 서보 모터(820)의 역회전작동으로 캠(830)이 역회전하면서 상부 절단날(850a)이 상승하고, 뒤이어서 상부 푸셔 플레이트(860a)가 상승하도록 동작한다.

이와 같이 절단부(800)는 상부 절단날(850a)의 절단 모서리 일측이 타측보다 낮고, 비스듬하게 직선형으로 경사진 경사면을 형성하여 하부 절단날(850b)의 절단 모서리에 대해 경사진 상태로 절단동작이 이루어지며, 결과적으로 띠형 전극(S)에 점 접촉을 하면서 절단시키고, 각각 개별 전극(Sa)으로 절단한다.

상술한 예 외에, 개별전극(Sa)으로 절단하는 경우, 별도의 레이저 절단 장치를 사용하여 각각의 개별전극(Sa)으로 절단 하는 공정을 진행할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 상기 절단부(800)의 후방에서 각각의 전극의 품질을 영상으로 검출하여 품질이 우수한 전극을 선별하는 비젼 검사부(900)를 구비한다.

이와 같은 비젼 검사부(900)는 도 10에 도시된 바와 같이, 개별 전극(Sa)의 품질을 영상으로 검출하는 카메라(910)를 구비하고, 상기 카메라(910)에 의해서 검출된 영상을 표준 영상에 비교하여 품질이 우수한 개별 전극(Sa)을 선별하며, 불량 전극(Sa')을 검출한 경우에는 흡입 컨베이어부(1000)로 전기적 신호를 제공하여 흡입 컨베이어(1010)의 흡입력을 제거시키고, 불량 전극(Sa')을 흡입 컨베이어(1010)로부터 탈락시켜 외부로 제거하도록 구성된 것이다.

이와 같은 비젼 검사부(900)는 이후에 설명되는 흡입 컨베이어부(1000)에 연동되어 동작하는 것을 제외하고는, 통상적인 영상 검사시스템에 해당하는 것이므로 보다 상세한 설명은 생략하며, 부호(920)는 조명장치이고, (930)는 개별 전극(Sa)으로부터 이물질을 흡인 배출하는 집진노즐이고, (931)은 브러시로서, 전극 커팅시 발생하는 밸트에 오염된 전극이물을 크리닝하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 비젼 검사부(900)의 후방에서 비젼 검사부(900)와 연동하여, 불량 전극(Sa')은 외부로 배출시키고, 품질이 우수한 개별 전극(Sa)을 후속 공정으로 이동시키는 흡입 컨베이어부(1000)를 구비한다.

이와 같은 흡입 컨베이어부(1000)는 도 10에 도시된 바와 같이, 절단부(800)의 후방에서 절단된 개별 전극(Sa)을 받는 전방 컨베이어(1020)를 구비하고, 상기 전방 컨베이어(1020)의 상부에서 흡입력을 이용하여 개별 전극(Sa)을 하부면에 흡착하여 이동시키는 흡입 컨베이어(1010)를 구비한다.

또한, 상기 흡입 컨베이어(1010)의 후방측에서 개별 전극(Sa)을 받는 후방 컨베이어(1030)를 구비하고, 상기 전,후방 컨베이어(1010,1030)의 사이 및 흡입 컨베이어(1010)의 하부에는 전극 낙하공간(1040)과 불량전극 트레이(1050)가 배치되는 구조이다.

이와 같은 흡입 컨베이어부(1000)는 전방측의 비젼 검사부(900)로부터 전달되는 신호에 기초하여 불량 전극(Sa')에 대해서는 흡입 컨베이어(1010)의 이동중에 흡입력을 제거하여 도 10에서 점선으로 도시된 바와 같이, 전극 낙하공간(1040)을 통하여 불량전극 트레이(1050)에 불량 전극(Sa')을 수용한다.

그러나 품질이 우수한 개별 전극(Sa)에 대해서는 흡입 컨베이어(1010)의 흡입력을 유지하여 후방 컨베이어(1030)로 이동시키고, 후속 공정으로 진행시키게 된다. 미 설명 부호(1022)는 작업자가 각종 정보를 입력하는 키 보드이다.

그리고, 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 상기 흡입 컨베이어부(1000)의 후방에서 이송된 개별 전극(Sa)을 받아서 매거진(1160)에 보관 정렬시키는 전극 배출부(1100)를 포함한다.

이와 같은 전극 배출부(1100)는 도 11a 및 도 11b에 상세히 도시된 바와 같이, 흡입 컨베이어부(1000)로부터 제공되는 개별 전극(Sa)을 집는 상,하부 배출 롤러(1110a,1110b)를 구비하고, 상기 상부 배출 롤러(1110a)를 상하로 위치조절하는 롤러 위치조절용 모터(1120)를 구비한다.

또한, 상기 상,하부 배출 롤러(1110a,1110b)들을 회전시키는 배출 구동모터(1130)를 구비하고, 상기 배출 구동모터(1130)의 회전축은 상,하부 배출 롤러(1110a,1110b)에 대해서 마그네틱 커플링(1140)을 통하여 연결되어 회전구동한다.

이와 같이 전극 배출부(1100)는 상,하부 배출 롤러(1110a,1110b) 사이에서 개별 전극(Sa)을 집어서 후방으로 배출시키게 된다.

또한, 상기 전극 배출부(1100)는 상,하부 배출 롤러(1110a,1110b)의 후방측에 적재 매거진(1160)이 배치되고, 상기 적재 매거진(1160)의 상부측에는 좌우, 전후 실린더를 구비하여 전극들을 좌우, 전후로 정렬시킨 다음, 매거진(1160)에 적재한다.

즉, 개별 전극(Sa)이 매거진(1160)에 공급되면 정렬장치(1200)가 개별 전극(Sa)들을 좌우 및 앞뒤로 정렬하여 매거진(1160)에 균일하게 적재시키고, 이와 같이 매거진(1160)에 일정 수량의 개별 전극(Sa)들이 적재되면, 매거진 컨베이어(미 도시)에 의해서 이송되며, 새로운 매거진(1160)이 전극 배출부(1100)의 출측에 위치되어 연속적으로 개별 전극(Sa)들을 받게 된다.

도 11c를 참조 하면, 상기 매거진 컨베이어(미도시)는 상술한 흡입 컨베이어(1010)의 하부에 설치될 수도 있고, 흡입 컨베이어(1010) 하부에 매거진(1160)을 배치할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템(100)은 입측의 언 와인딩부(200)로부터 띠형 전극(S)이 공급되고, EPC 사행제어부(300)에서 사행이 제어되며, 버퍼부(400)에서 띠형 전극(S)의 장력을 제어하고, 노칭부(500)에서 전극에 노치를 형성하여 전극 탭(Sb)을 형성한다.

그리고, 피딩부(600)에서 띠형 전극(S)을 당겨서 견인하는 장력을 부여하여 이동시키며, 덴서(Dencer) 장력 조절부(700)에서 절단부(800)로 공급되는 띠형 전극(S)의 장력을 제어하며, 절단부(800)에서 띠형 전극(S)을 상하방향으로 협착 고정시킨 상태에서 띠형 전극(S)을 제품 크기별의 개별 전극(Sa)으로 각각 절단한다.

또한, 후방의 비젼 검사부(900)에서는 각각의 개별 전극(Sa)의 품질을 영상으로 검출하여 품질이 우수한 개별 전극(Sa)을 선별하며, 흡입 컨베이어부(1000)는 비젼 검사부(900)와 연동하여, 불량 전극(Sa')은 외부로 배출시키고, 품질이 우수한 개별 전극(Sa)을 후속 공정으로 이동시키며, 전극 배출부(1100)는 흡입 컨베이어부(1000)의 후방에서 이송된 개별 전극(Sa)을 받아서 매거진(1160)에 보관 정렬시킨다.

따라서, 이와 같이 본 발명은 일관된 연속 공정을 통하여 공정 최적화에 따른 작업 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 장비의 최적화 및 간소화로 유지보수비용을 크게 점감할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다. 본 발명은 상기에서 도면을 참조하여 특정 실시 예에 관련하여 상세히 설명하였지만 본 발명은 이와 같은 특정 구조에 한정되는 것은 아니다. 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술 사상 및 권리범위를 벗어나지 않고서도 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이다. 그렇지만 그와 같은 단순한 수정 또는 변형 구조들은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속하게 됨을 미리 밝혀 두고자 한다.

100: 2차 전지용 전극 생산시스템 200: 언 와인딩부
210a,210b: 전극 릴 300: EPC 사행제어부
310: 가이드 롤러 400: 버퍼부
410: 리니어 이동대 420a,420b: 제1 및 제2 이동 롤러
430: 제3 고정롤러 433: 전극 가이드판
500: 노칭부 510: 금형상판
510a: 금형고정상판 514: 금형하판
514a: 금형고정하판 520: 노칭용 서보모터
530: 가이드 포스트 540: 금형높이조절용 서보 모터
560: 경사 슈트 600: 피딩부
604: 프레임 610a,630a: 제1 및 제2 파지부
610b,630b: 제1 및 제2 리니어부 612,632: 그립용 서보 모터
614,634: 편심 회전판 616,636: 상부 푸쉬 플레이트
618,638: 하부 푸쉬 플레이트 616a,636a: 푸쉬 핑거
620,640: 승강대 622,642: 수직대
624,644: 스프링 626,646: 요철홈
628,648: 지지바 629,649: 리니어 모듈
700: 댄서 장력 조절부 710: 수평 실린더
720: 덴서 롤730: 이송 롤러 731: 전극 고정판
800: 절단부 900: 비젼 검사부
910: 카메라 920: 조명장치
930: 집진노즐 1000: 흡입 컨베이어부
1010: 흡입 컨베이어 1020: 전방 컨베이어
1030: 후방 컨베이어 1040: 전극 낙하공간
1050: 불량전극 트레이 1100: 전극 배출부
1110a,1110b: 상,하부 배출 롤러 1120: 롤러 위치조절용 모터
1130: 배출 구동모터 1140: 마그네틱 커플링
1160: 적재 매거진 1310 : 제 1레이저 절단기
1320 : 제 2레이저 절단기 1400 : 전극 푸셔
1410 레이저 커팅홀 1500 : 진공 흡착판
P: 스크랩 칩 S: 띠형 전극
Sa: 개별 전극 Sa': 불량 전극
Sb: 전극 탭 A : 제 1절단 영역
B : 제 2절단 영역 B1 : 제 2-1절단 영역
B2 : 제 2-2절단 영역

Claims

2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 생산하기 위한 시스템에 있어서,
띠형 전극 소재를 감아서 보관하는 복수의 전극 릴을 구비하고, 상기 복수의 전극 릴로부터 띠형 전극를 연속공급하는 언 와인딩부;
상기 언 와인딩부의 후방에서 띠형 전극의 장력을 제어하여 이동시키는 버퍼부;
상기 버퍼부에서 이동하는 상기 띠형 전극에 노치를 형성하여 전극 탭을 형성하는 노칭부;
상기 노칭부의 후방에서 상기 노치 및 상기 전극탭이 형성된 띠형 전극을 당겨서 견인하도록 제1 및 제2 파지부와 제1 및 제2 리니어부를 구비한 피딩부;
상기 피딩부의 후방에 배치되며, 이동하는 상기 띠형 전극의 상하를 따르는 노치들을 잇도록 상기 띠형 전극을 레이저를 사용하여 설정된 폭 간격으로 각각 절단시키는 절단부;
상기 절단부의 후방에서 각각의 전극의 품질을 영상으로 검출하여 품질이 우수한 전극을 선별하는 비젼 검사부;
상기 비젼 검사부의 후방에서 비젼 검사부와 연동하여, 불량 품질의 전극은 외부로 배출시키고, 품질이 우수한 전극을 후속 공정으로 이동시키는 흡입 컨베이어부; 및
상기 흡입 컨베이어부의 후방에서 이송된 전극을 받아서 매거진에 보관 정렬시키는 전극 배출부;를 포함하여 2차 전지용 전극을 연속으로 제조하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 언 와인딩부와 버퍼부의 사이에는 EPC 사행제어부가 배치되며, 상기 EPC(Edge Position Control) 사행제어부는 띠형 전극의 모서리를 감지하는 EPC 센서를 구비하고, 띠형 전극이 사행으로 이동하도록 안내하는 다수의 가이드 롤러들을 구비하여 띠형 전극이 정해진 이동 경로를 따라서, 진행하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 버퍼부는 서모 모터에 의해서 상하로 직선이동하는 리니어 이동대를 구비하고, 상기 리니어 이동대의 양측에 각각 장착된 제1 및 제2 이동 롤러를 구비하며, 상기 리니어 이동대의 상단에 고정된 제3 고정롤러를 구비하고, 서모 모터의 작동으로 제3 고정 롤러에 대해서 리니어 이동대와 제1 및 제2 이동 롤러들이 이동하여 그 사이 간격이 조절되면, 상기 띠형 전극은 제1 이동 롤러로부터 제3 고정 롤러측으로 이동하고, 다시 방향을 바꾸어 제2 이동 롤러측을 통과하여 버퍼후단은 간헐운동이고 버퍼 전단은 등속운동을 하기위한 역할로 전극을 등속으로 운동시켜줌으로서 EPC의 전극의 사행조절이 용이하여 전극의 충격을 최소화 시키도록 장력을 제어할 수 있도록 구성되고,
기설정된 소형전지 사이즈 이하를 이루는 경우, 상기 언 와인딩부의 후방에서 띠형 전극의 장력을 제어하지 않는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 노칭부는 띠형 전극이 그 사이를 이동하는 금형상판과 금형하판을 구비하고, 상기 금형 상판이 고정된 금형고정상판을, 금형 하판이 고정된 금형고정하판에 대해 상하로 이동시키는 노칭용 서보모터를 구비하며, 상기 노칭용 서보모터는 크랭크 축을 통하여 금형 상판이 고정된 금형고정상판을, 금형 하판이 고정된 금형고정하판에 대해 상하로 이동시켜서 그 사이에서 띠형 전극을 노칭(notching)시켜 전극 탭을 형성하는 한편, 상기 금형고정상판의 높이를 수직으로 배치된 가이드 포스트들을 통하여 상하로 조절시키는 금형높이조절용 서보 모터를 구비하고, 상기 띠형 전극으로부터 노칭 절단된 스크랩 칩을 외부로 배출시키는 경사 슈트를 구비한 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 노칭부는,
상기 버퍼부로부터 이동되는 띠형 전극의 이동 경로 상부에서, 상기 이동 경로를 따르는 상기 띠형 전극의 양측단 상부에 위치되며, 이동되는 상기 띠형 전극의 양측단으로부터 설정된 절단 영역을 이루도록 상기 띠형 전극의 양측단을 레이져를 사용하여 절단하는 한 쌍의 레이저 절단기와,
상기 한 쌍의 레이저 절단기를 사용하여 이동되는 상기 절단 영역에 균일한 간격을 갖는 노치들이 형성되도록 하고,
상기 한 쌍의 레이저 절단기 중 상기 띠형 전극의 일측단에 위치되는 하나의 레이저 절단기로부터 레이저를 출사하여 상기 띠형 전극의 일측단에 설정된 폭을 갖는 전극탭을 형성하도록 하는 레이저 전용 피씨를 구비하되,
상기 한 쌍의 레이저 절단기는 절단되는 설정된 속도에 따라, 하나로 사용되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 한 쌍의 레이저 절단기는, 상기 띠형 전극의 일단측 상부에 위치되어 제 1절단 영역을 형성하는 제 1레이저 절단기와, 상기 띠형 전극의 타단측 상부에 위치되어 제 2절단 영역을 형성하는 제 2레이저 절단기를 구비하고,
상기 제 1절단 영역과 상기 제 2절단 영역은 서로 다른 폭을 형성하도록 틀어져 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 제 1절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 2절단 영역의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치되도록 형성되고,
상기 제 2절단 영역의 후단과 상기 제 2절단 영역의 후단으로부터 이격되어 상기 띠형 전극의 일측단에 재절단되는 다른 제 2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 제 2절단 영역은, 제 2-1절단 영역과, 제 2-2절단 영역으로 형성되고,
상기 제 2-1절단 영역의 전단은, 노치를 포함하고 상기 제 1절단 영역의 전단과 일치되고,
상기 제 2-2절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역의 후단과 일치되고,
상기 제 2-2절단 영역의 길이는, 상기 제 2-1절단 영역의 길이 보다 길게 형성되고,
상기 제 2-1절단 영역과 상기 제 2-2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
상기 제 2절단 영역은, 제 2-1절단 영역과, 제 2-2절단 영역으로 형성되고,
상기 제 2-1절단 영역의 전단은, 노치를 포함하고 상기 제 1절단 영역의 전단과 일치되고,
상기 제 2-2절단 영역의 후단은, 노치를 포함하고, 상기 제 1절단 영역의 후단 보다 일정 길이 후방에 위치되도록 형성되고,
상기 제 2-2절단 영역의 길이는, 상기 제 2-1절단 영역의 길이 보다 길게 형성되고,
상기 제 2-1절단 영역과 상기 제 2-2절단 영역의 사이 영역은 상기 전극탭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노칭부는, 전극 푸셔를 구비하고,
상기 전극 푸셔는,
상기 제 1절단 영역과 상기 제 2절단 영역이 형성되도록 상기 제 1,2레이저 절단기로부터 출사되는 레이저 광을 상기 띠형 전극으로 안내하는 레이저 커팅홀을 갖는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 6항에 있어서, 상기 2차 전지용 전극 생산 시스템은,
레이저를 사용하여 상기 띠형 전극에 일차적으로 전극탭을 성형하고,
상기 전극탭과 이어지는 사이드를 절단하여 이차적으로 개별전극시트로 형성하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 10항에 있어서, 상기 전극 푸셔는,
터치판넬로부터 제어 신호를 받아 승강되어 상기 띠형 전극의 상면부를 누르는 승강기를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 12항에 있어서,
상기 노칭부는, 진공 흡착판을 구비하고,
상기 진공 흡착판은 상기 띠형 전극이 상기 한 쌍의 레이저 절단기의 하부에 이동되면, 외부로부터 제공 받은 진공을 사용하여 상기 띠형 전극을 흡착하고,
상기 진공부는, 외부로부터 전기적 신호의 형태로 상기 띠형 전극의 사이즈를 포함하는 제품 정보에 따라 진공을 선택적으로 사용하고,
상기 진공 흡착판은, 브로우 장치를 더 구비하고,
상기 브로우 장치는 에어를 분사하여 상기 절단 영역이 형성되도록 절단된 전극의 취출을 유도하는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 피딩부는 프레임의 전후에서 띠형 전극을 연속적으로 당기는 제1 및 제2 파지부와 제1 및 제2 리니어부를 포함하고, 상기 제1 파지부가 띠형 전극을 집어서 제1 리니어부가 후방으로 이동시키면, 상기 제2 파지부가 후속하여 상기 띠형 전극을 집어서 제2 리니어부가 후방으로 연속이동시키고, 띠형 전극을 견인하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 피딩부와 절단부의 사이에는 덴서(Dencer) 장력 조절부가 배치되어 절단부로 공급되는 띠형 전극의 장력을 조절하고, 상기 댄서 장력 조절부는 수평 실린더에 의해서 좌우로 이동되는 덴서 롤을 구비하고, 상기 덴서 롤과 상호작용하여 띠형 전극의 장력을 조절하는 다수의 이송 롤러들을 구비하며, 상기 수평 실린더의 작동으로 이송 롤러들에 대해서 덴서 롤이 이동하여 그 사이 간격이 조절되면, 상기 띠형 전극은 덴서 롤로부터 이송 롤러들을 통과하여 진행하는 거리가 조절되어 후속의 절단부로 공급되는 띠형 전극의 장력을 제어할 수 있도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 절단부는 일정 크기의 프레임을 구비하고, 상기 프레임에 고정되어 일정 각도의 정역방향 회전력을 부여하는 절단용 서보 모터를 구비하며, 상기 절단용 서보 모터의 회전축에 장착된 캠과, 상기 캠상에서 회전축에 대해 편심된 커팅용 캠플로우에 회전가능하도록 일측면이 연결되어 상하로 승하강하는 절단판을 구비하고, 상기 절단판의 하부에 탈착가능하게 고정된 상부 절단날을 구비하고, 상기 상부 절단날에 대응하여 하부에 고정 배치되며, 그 사이에서 전극을 절단하는 하부 절단날을 구비하며, 상기 절단판의 전방측에 위치되어 상하로 승하강이 가능하며, 상기 캠의 돌출 곡면에 승강 캠플로우가 접촉하여 승하강하는 상부 푸셔 플레이트 및 상기 상부 푸셔 플레이트에 대응하여 하부에 고정 배치되며, 그 사이에서 전극을 협착시켜 전극을 고정시키는 하부 푸셔 플레이트를 포함하여 상기 절단용 서보 모터의 정회전작동으로 캠이 정회전하면서, 상부 푸셔 플레이트가 하강하여 하부 푸셔 플레이트의 사이에서 전극을 고정하고, 뒤이어서 상부 절단날의 하강작동으로 전극을 절단하며, 상기 서보 모터의 역회전작동으로 캠이 역회전하면서 상부 절단날이 상승하고, 뒤이어서 상부 푸셔 플레이트가 상승하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 비젼 검사부는 전극의 품질을 영상으로 검출하는 카메라를 구비하고, 카메라에 의해서 검출된 영상을 표준 영상에 비교하여 품질이 우수한 전극을 선별하고, 불량 전극을 검출한 경우에는 흡입 컨베이어부로 전기적 신호를 제공하여 흡입 컨베이어의 흡입력을 제거시키고, 불량 전극을 흡입 컨베이어로부터 탈락시켜 외부로 제거하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 흡입 컨베이어부는 절단부의 후방에서 절단된 전극을 받는 전방 컨베이어를 갖고, 상기 전방 컨베이어의 상부에서 흡입력을 이용하여 절단 전극을 하부면에 흡착하여 이동시키는 흡입 컨베이어를 구비하며, 상기 흡입 컨베이어의 후방측에서 전극을 받는 후방 컨베이어를 구비하고, 상기 전,후방 컨베이어의 사이 및 흡입 컨베이어의 하부에는 전극 낙하공간과 불량전극 트레이가 배치됨으로써, 불량 전극에 대해서는 흡입 컨베이어의 이동중에 흡입력을 제거하여 전극 낙하공간을 통하여 불량전극 트레이에 불량 전극을 수용하고, 품질이 우수한 전극에 대해서는 흡입 컨베이어의 흡입력을 유지하여 후방 컨벤이어로 이동시키고, 후속 공정으로 진행시키는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제1항에 있어서, 상기 전극 배출부는 흡입 컨베이어부로부터 제공되는 전극을 집는 상,하부 배출 롤러를 구비하고, 상기 상부 배출 롤러를 상하로 위치조절하는 롤러 위치조절용 모터를 구비하며, 상,하부 배출 롤러들을 회전시키는 배출 구동모터를 구비하고, 상기 배출 구동모터의 회전축은 상,하부 배출 롤러에 대해서 마그네틱 커플링을 통하여 연결되어 회전구동하고, 상,하부 배출 롤러 사이에서 전극을 집어서 후방으로 배출시키고, 상기 상,하부 배출 롤러의 후방측에는 적재 매거진이 배치되는 한편, 상기 적재 매거진의 상부측에는 좌우, 전후 실린더를 구비하여 전극들을 좌우, 전후로 정렬시키고 매거진에 적재시키는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 16항에 있어서, 상기 절단부는,
레이저를 사용하여 개별전극으로 절단하는 레이저 절단 장치인 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 전극 배출부는,
이송된 상기 전극이 상기 매거진에 적재되면, 상기 매거진을 이송하는 매거진 컨베이어를 더 구비하고,
상기 매거진 컨베이어는 상기 흡입 컨베이어 하부에 배치되고,
상기 매거진은 상기 흡입 컨베이버(1010) 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산 시스템.
2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 생산하기 위한 시스템에 사용되는 피딩장치에 있어서,
일정크기의 프레임;
상기 프레임의 전방에서 띠형 전극을 집는 제1 파지부;
상기 제1 파지부의 하부에서 제1 파지부를 전후로 이동시키는 제1 리니어부;
상기 제1 파지부의 후방에서 띠형 전극을 집는 제2 파지부; 및
상기 제2 파지부의 하부에서 제2 파지부를 전후로 이동시키는 제2 리니어부;를 포함하고, 상기 제1 및 제2 파지부는 서로 동일한 구조로 이루어지고, 각각 그립용 서보 모터에 의해서 회전하는 편심 회전판에 의해서 상하로 승하강하는 상부 푸쉬 플레이트와, 상기 상부 푸쉬 플레이트의 하부에서 고정된 상태로 유지되는 하부 푸쉬 플레이트를 각각 구비하며,
상기 제1 및 제2 리니어부는 서로 동일한 구조로 이루어지고, 각각의 제1 및 제2 파지부의 하부에서 상기 상,하부 푸쉬 플레이트 사이에서 고정된 띠형 전극을 후방측으로 이동시키는 리니어 모듈을 각각 구비하고,
상기 제1 파지부가 띠형 전극을 집은 상태에서 제1 리니어부가 후방으로 이동시키면, 상기 제2 파지부가 후속하여 상기 띠형 전극을 집고 제1 파지부가 전극을 놓으며, 제2 리니어부가 후방으로 연속이동시켜서 띠형 전극을 견인하도록 구성된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치.
제22항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각의 상부 푸쉬 플레이트의 하부에 푸쉬 핑거들을 구비하여 전극을 하부 푸쉬 플레이트에 대해서 밀착시켜 파지(把持)하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치.
제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각 상기 그립용 서보 모터에 의해서 회전하는 편심 회전판에 의해서 상하로 이동하는 승강대를 구비하고, 상기 승강대에 연결되어 상하로 이동하는 다수의 수직대를 구비하며, 상기 수직대에는 상부 푸쉬 플레이트가 연결되어 상기 그립용 서보 모터의 작동에 의해서 상부 푸쉬 플레이트가 승하강하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치.
제24항에 있어서, 상기 제1 및 제2 파지부는 각각 다수의 수직대 둘레에 스프링이 끼워지고, 상기 스프링은 그 하단이 프레임에 지지되고, 그 상단은 상부 푸쉬 플레이트에 지지되어 탄성적으로 상기 상부 푸쉬 플레이트를 항상 상부측으로 지지하고, 상기 그립용 서보 모터의 작동에 의해서 수직대와 상부 푸쉬 플레이트가 하강하면 스프링이 수축되어 하부 푸쉬 플레이트의 사이에서 전극을 파지하는 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치.
제22항에 있어서, 상기 하부 푸쉬 플레이트는 전극이 놓이는 그 상부면에 다수의 요철홈이 형성되고, 상기 요철홈에는 전극을 떠받쳐서 전극의 처짐을 방지하는 다수의 지지바들이 배치된 것임을 특징으로 하는 2차 전지용 전극 생산용 피딩장치.