KR20150033260A - 보조 보정 롤러를 포함하는 가이드 롤 장치 - Google Patents

보조 보정 롤러를 포함하는 가이드 롤 장치 Download PDF

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강태원
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Abstract

본 발명은, 전지 생산 공정에서 피딩 롤에 감겨있던 원단을 풀어서 소정의 공정을 수행한 후 와인딩 롤에 권취하는 리와인딩 공정에 사용되는 가이드 롤 장치로서, 상기 원단을 안내하는 가이드 롤, 상기 가이드 롤과 연동하여 상기 원단을 권취하는 리와인더, 상기 원단의 주행선으로부터의 이탈을 감지하는 센서, 상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 하기 주 보정 롤러를 작동시키는 컨트롤러, 상기 원단이 주행선으로부터 이탈하는 경우, 주행선으로부터의 각도를 변경하여 원단의 이탈을 보정하는 주 보정 롤러, 및 상기 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있도록, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치를 제공한다.

Description

보조 보정 롤러를 포함하는 가이드 롤 장치 {Guide Roll Device Having Sub-Compensation Roller}
본 발명은 보조 보정 롤러를 포함하는 가이드 롤 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지 생산 공정에서 피딩 롤에 감겨있던 원단을 풀어서 소정의 공정을 수행한 후 와인딩 롤에 권취하는 리와인딩 공정에 사용되는 가이드 롤 장치로서, 상기 원단을 안내하는 가이드 롤, 상기 가이드 롤과 연동하여 상기 원단을 권취하는 리와인더, 상기 원단의 주행선으로부터의 이탈을 감지하는 센서, 상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 하기 주 보정 롤러를 작동시키는 컨트롤러, 상기 원단이 주행선으로부터 이탈하는 경우, 주행선으로부터의 각도를 변경하여 원단의 이탈을 보정하는 주 보정 롤러, 및 상기 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있도록, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
또한, 전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위셀들을 긴 길이의 분리필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 가장 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
한편, 젤리-롤형 전극조립체는 양극/분리막/음극 구조의 적층체를 권심에 삽입하고, 권취기의 회전 운동을 통해 상기 적층체를 권취함으로써 제조된다.
도 1a에는, 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 제조하기 위한 가이드 롤 장치의 평면도가 도시되어 있다.
도 1a를 참조하면, 적층체(10)는 권심(도시하지 않음)으로 삽입되어 권취되기 위해, 주행선(A)을 따라 주행하게 된다. 적층체(10)가 주행선(A)을 이탈하는 경우, 센서(20)가 이를 감지하고, 센서(20)로부터 입력된 값을 바탕으로 보정 롤러(30)는 각도를 변경하여, 적층체(10)의 이탈을 보정하게 된다.
도 1b에는, 측면의 일부가 주름진 적층체의 평면도가 도시되어 있다.
도 1b를 도 1a와 함께 참조하면, 전지 생산 공정에서 적층체(10)는 피딩 롤(도시하지 않음)에 감겨 있던 상태에서 소정의 공정을 수행하기 위해 피딩 되는데, 이 때 피딩으로 인해 적층체(10)의 측면 일부에서 주름(11)이 발생하여 적층체(10)의 일부분에서 폭(W)이 작아지면, 센서(도시하지 않음)는 적층체(10)의 폭(W)이 작아진 부분에서 적층체(10)가 주행선(A)을 이탈한 것으로 감지하게 된다. 따라서, 실제로 적층체(10)가 주행선(A)을 이탈하지 않았음에도 불구하고, 센서는 보정 롤러(30)로 신호를 보내게 되어, 보정 롤러(30)가 불필요한 보정을 반복하게 된다.
이러한 현상은, 전지 생산 공정의 안정성을 저하시키고, 제품의 불량률을 상승시키는 요인이 된다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 가이드 롤 장치에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 추가로 장착함으로써, 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있는 가이드 롤 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보조 보정 롤러를 포함하는 가이드 롤 장치는,
전지 생산 공정에서 피딩 롤에 감겨있던 원단을 풀어서 소정의 공정을 수행한 후 와인딩 롤에 권취하는 리와인딩 공정에 사용되는 가이드 롤 장치로서,
상기 원단을 안내하는 가이드 롤;
상기 가이드 롤과 연동하여 상기 원단을 권취하는 리와인더;
상기 원단의 주행선으로부터의 이탈을 감지하는 센서;
상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 하기 주 보정 롤러를 작동시키는 컨트롤러;
상기 원단이 주행선으로부터 이탈하는 경우, 주행선으로부터의 각도를 변경하여 원단의 이탈을 보정하는 주 보정 롤러; 및
상기 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있도록, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 추가로 장착함으로써, 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있고, 그로 인해, 센서의 보정 오류를 개선할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 원단은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 긴 시트형의 적층체일 수 있다. 따라서, 상기 전지 생산 공정은 상기 적층체를 젤리-롤형 전극조립체로 제조하기 위해, 상기 적층체를 권취하는 공정일 수 있다.
상기 적층체를 젤리-롤형 전극조립체로 제조하기 위해, 상기 리와인더는 상기 적층체의 단부가 삽입되는 권심을 포함하고 있는 구조로 이루어져 있을 수 있다. 상기 적층체는 상기 권심에 단부가 삽입된 상태로, 상기 리와인더의 회전 운동에 의해 권취되어 젤리-롤형 전극조립체로 제조될 수 있다.
상기 보조 보정 롤러는 상기 적층체의 상단에 위치하는 제 1 보조 보정 롤러와 상기 적층체의 하단에 위치하는 제 2 보조 보정 롤러로 이루어져 있을 수 있다. 상기 적층체는 상기 보조 보정 롤러를 통과하면서, 상기 적층체와 상기 보조 보정 롤러 사이에 소정의 장력이 발생하고, 이로 인해, 상기 적층체가 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 보조 보정 롤러에 의한 장력은 1N 내지 10N일 수 있다. 상기 장력이 1N 미만일 경우에는, 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 완전히 방지할 수 없고, 상기 장력이 10N을 초과하는 경우에는, 과도한 장력으로 인해 원단이 변형되거나 파단될 수 있다. 따라서, 원단의 손상없이 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지하기 위한 장력은 상기 범위일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 5N 내지 6N일 수 있다.
하나의 구체적인 예로서, 상기 제 1 보조 보정 롤러와 제 2 보조 보정 롤러는 상기 적층체로부터의 동일한 수직선 상에서 대면하여 위치해 있을 수 있다.
또 다른 구체적인 예로서, 상기 제 1 보조 보정 롤러와 상기 제 2 보조 보정 롤러는 상호 대각선 방향에 위치해 있을 수 있다.
상기 주 보정 롤러는 가이드 롤과 리와인더 사이에 위치하고, 상기 보조 보정 롤러는 주 보정 롤러와 리와인더 사이에 위치해 있을 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 가이드 롤 장치를 사용하여 제조되는 전극조립체를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 구조의 이차전지를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로서 둘 또는 그 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하고 있는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가이드 롤 장치는, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러를 장착함으로써, 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지하여, 센서의 보정 오류를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 제조하기 위한 가이드 롤 장치의 평면도이다;
도 1b는 측면의 일부가 주름진 적층체의 평면도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가이드 롤 장치의 측면도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 롤 장치의 측면도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가이드 롤 장치의 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 가이드 롤 장치(100)는 가이드 롤(200), 센서(300), 주 보정 롤러(400), 컨트롤러(도시하지 않음), 제 1 보조 보정 롤러(510), 제 2 보조 보정 롤러(520), 및 리와인더(600)로 이루어져 있다.
가이드 롤(200)은 원단(700)이 주행선(A)을 따라 주행할 수 있도록 안내한다. 리와인더(600)는 가이드 롤(200)과 연동하여 원단(700)을 권취한다.
센서(300)는 원단(700)이 수평 방향에서 주행선(A)을 이탈하는 경우에, 이를 감지하여 컨트롤러(도시하지 않음)에 신호를 보내고, 컨트롤러(도시하지 않음)는 주 보정 롤러(400)에 신호를 보내어, 주 보정 롤러(400)가 수평 방향에서 각도를 변경하여 원단(700)의 이탈을 보정하게 된다.
제 1 보조 보정 롤러(510)는 원단(700)의 상단에 위치하여 형성되어 있고, 제 2 보조 보정 롤러(520)는 원단(700)의 하단에 위치하여 형성되어 있다. 제 1 보조 보정 롤러(510)와 제 2 보조 보정 롤러(520)는 동일한 수직선 상에서 대면하여 위치하고 있다.
제 1 보조 보정 롤러(510)와 제 2 보조 보정 롤러(520)는 원단(700)에 5N 내지 6N의 장력을 가하여 원단(700)을 팽팽하게 유지시킴으로써, 원단(700)이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 센서(300)의 보정 오류를 개선할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가이드 롤 장치의 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 제 1 보조 보정 롤러(511)와 제 2 보조 보정 롤러(521)는 상호 대각선 방향으로 위치하여 형성되어 있다. 이를 제외한 나머지 구조는 도 2에 언급한 실시예의 구조와 동일하므로, 이에 관한 기타 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이상, 본 발명에 따른 도면을 참조하여 본 발명의 내용을 상술하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (16)

  1. 전지 생산 공정에서 피딩 롤에 감겨있던 원단을 풀어서 소정의 공정을 수행한 후 와인딩 롤에 권취하는 리와인딩 공정에 사용되는 가이드 롤 장치로서,
    상기 원단을 안내하는 가이드 롤;
    상기 가이드 롤과 연동하여 상기 원단을 권취하는 리와인더;
    상기 원단의 주행선으로부터의 이탈을 감지하는 센서;
    상기 센서로부터 입력된 값을 바탕으로 하기 주 보정 롤러를 작동시키는 컨트롤러;
    상기 원단이 주행선으로부터 이탈하는 경우, 주행선으로부터의 각도를 변경하여 원단의 이탈을 보정하는 주 보정 롤러; 및
    상기 원단이 주름지거나 상하로 진동하는 것을 방지할 수 있도록, 소정의 장력을 가하여 원단을 팽팽하게 유지시키는 보조 보정 롤러;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 원단은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 긴 시트형의 적층체인 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전지 생산 공정은 상기 적층체를 젤리-롤형 전극조립체로 제조하기 위해, 상기 적층체를 권취하는 공정인 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 리와인더는 상기 적층체의 단부가 삽입되는 권심을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 보조 보정 롤러는 상기 적층체의 상단에 위치하는 제 1 보조 보정 롤러와 상기 적층체의 하단에 위치하는 제 2 보조 보정 롤러로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 보조 보정 롤러와 제 2 보조 보정 롤러는 상기 적층체로부터의 동일한 수직선 상에서 대면하여 위치하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 보정 롤러와 상기 제 2 보조 보정 롤러는 상호 대각선 방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 주 보정 롤러는 가이드 롤과 리와인더 사이에 위치하고, 상기 보조 보정 롤러는 주 보정 롤러와 리와인더 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 장력은 1N 내지 10N인 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 장력은 5N 내지 6N인 것을 특징으로 하는 가이드 롤 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나에 따른 가이드 롤 장치를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전극조립체는 젤리-롤형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  13. 제 12 항에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스의 내부에 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 제 13항에 따른 이차전지를 단위전지로서 둘 또는 그 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  15. 제 14 항에 따른 전지팩을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022065642A1 (ko) * 2020-09-28 2022-03-31 주식회사 엘지에너지솔루션 위치 이동 가능한 아이들 롤러를 포함하는 전극 시트 리와인딩 장치

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