KR20150056932A - 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극조립체를 공정 순서에 따라 일정 방향으로 순차적으로 이송시키는 이송부; 상기 이송부 상에 배열된 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 감지부; 상기 전극조립체의 외주면 중의 적어도 일부에 고정용 접착부재를 부가하는 테이핑 프로브(taping probe); 및 상기 이송부, 감지부 및 테이핑 프로브의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고 있고, 상기 테이핑 프로브는 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주 위치에 대응하여, 제어부의 작동 지시에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치을 제공한다.

Description

전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치 {Apparatus for Attaching the Adhesion Member for Fixing Battery Assembly}

본 발명은 전극조립체를 공정 순서에 따라 일정 방향으로 순차적으로 이송시키는 이송부; 상기 이송부 상에 배열된 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 감지부; 상기 전극조립체의 외주면 중의 적어도 일부에 고정용 접착부재를 부가하는 테이핑 프로브(taping probe); 및 상기 이송부, 감지부 및 테이핑 프로브의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하고 있고, 상기 테이핑 프로브는 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주 위치에 대응하여, 제어부의 작동 지시에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치에 관한 것이다.

최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.

특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

또한, 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.

특히, 최근에는 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.

또한, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등을 들 수 있으며, 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극조립체 및 스택형 전극조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.

이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.

안전성의 문제 중 하나로, 스택형 전극조립체의 경우, 전지의 낙하 또는 외부 충격의 인가시 분리막을 중심으로 한 전극들의 움직임으로 인해 전극간의 단락이 유발될 가능성이 높으며, 이에 따라, 전극조립체의 외주면에 전극조립체를 고정하기 위한 고정용 접착부재가 부가되기도 한다.

도 1에는 종래의 스택형 전극 조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다

도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는, 파우치형 전지 케이스(120) 내부에, 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 고체 전해질 코팅 분리막으로 이루어진 전극 조립체(130)가 그것의 양극 및 음극 탭들(131, 132)과 전기적으로 연결되는 두 개의 전극 리드(140, 141)가 외부로 노출되도록 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다.

전지케이스(120)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 되어 있으며, 전극조립체(130)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(123)를 포함하는 케이스 본체(121)와 그러한 본체(121)에 일체로서 연결되어 있는 덮개(122)로 이루어져 있다. 전지케이스(120)의 수납부(123)는 전극조립체(130)가 안착될 수 있도록 판상의 라미네이트 시트를, 예를 들어, 그에 대응하는 형상이 각인되어 있는 금형에서 성형함으로써 형성될 수 있다.

스택형 전극조립체(130)는 다수의 양극 탭들(132)과 다수의 음극 탭들(134)이 각각 융착되어 전극 리드(140, 141)에 함께 결합되어 있고, 전극 리드(140, 141)에는 전지케이스(120)와의 전기적 절연성과 밀봉성을 확보하기 위하여 절연필름(150)이 상하면에 부착된다.

이와 같은 파우치형 이차전지(100)는 전지케이스(120)가 강도가 약한 연포장재로 되어 있음으로 인해 낙하, 외부 충격 등에 의해 쉽게 변형되며, 더욱이 스택형 전극조립체(130)의 경우 낙하, 외부 충격 등에 의해 분리막을 중심으로 한 전극들이 움직임으로 인해, 내부 단락이 유발될 수 있으며, 이에 따라, 전극조립체의 외주면에 전극조립체를 고정하기 위한 접착부재가 적용되기도 한다.

도 2에는 종래의 외주면에 고정용 접착부재가 부가된 스택형 전극조립체의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 전극조립체(200)는 양극(210), 음극(220), 상기 양극(210)과 음극(220) 사이에 개재되는 분리막(230)이 교대로 적층되어 있는 구조로서, 전극조립체(200)의 서로 대향하는 외주면에는 각각 두 개의 접착부재(241, 242, 243, 244)가 부가되어 있다.

일반적으로, 상기 고정용 접착부재가 부가되어 있는 전극조립체는 하나 이상의 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 적층하여 전극조립체를 제조하고, 상기 전극조립체를 이송하여, 전극조립체의 외주면 중의 일부에 고정용 접착부재를 부가함으로써 제조된다.

이러한 경우에, 상기 전극조립체는 불균일한 위치에 배치된 상태로 외주면에 고정용 접착부재를 부가하기 위해 이송되는 바, 상기 전극조립체의 위치 편차에 따라, 고정용 접착부재를 부가하는 위치가 상이해지고, 이에 따라, 제품의 불량률이 높아지게 된다.

또한, 상기 문제를 해결하기 위해, 고정용 장착부재가 부가되는 전극조립체의 위치를 조정하거나, 또는 상기 불균일한 전극조립체의 위치에 따라 임의로 고정용 접착부재의 부가 위치를 조정해주어야 하므로, 추가적인 인력과 공정 시간이 소요되는 문제점이 발생한다.

따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전극조립체의 외주의 위치를 감지하여, 이에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치가 자동적으로 조정됨으로써, 전극조립체의 위치 편차에도 불구하고, 균일하게 고정용 접착부재를 부가할 수 있고, 불량률을 최소화할 수 있는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 공정의 진행에 따라, 전극조립체의 위치를 균일하게 조정하거나, 상기 불균일한 전극조립체의 외주의 위치에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 직접 조정할 필요가 없어, 고정용 접착부재의 부가 공정에서 상기 위치 조정에 추가적으로 소요되는 소요되는 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 이에 따라, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치는,

전극조립체를 공정 순서에 따라 일정 방향으로 순차적으로 이송시키는 이송부;

상기 이송부 상에 배열된 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 감지부;

상기 전극조립체의 외주면 중의 적어도 일부에 고정용 접착부재를 부가하는 테이핑 프로브(taping probe); 및

상기 이송부, 감지부 및 테이핑 프로브의 작동을 제어하는 제어부;

를 포함하고 있고,

상기 테이핑 프로브는 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주 위치에 대응하여, 제어부의 작동 지시에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 조정하는 구조로 구성되어 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치는, 전극조립체의 외주의 위치를 감지하여, 이에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치가 자동적으로 조정됨으로써, 균일하게 고정용 접착부재를 부가할 수 있고, 불량률을 최소화할 수 있는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치는, 고정용 접착부재의 부가 공정에서 전극조립체 또는 테이핑 프로브의 위치 조정에 추가적으로 소요되는 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 이에 따라, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조로 이루어진 구조로서, 상기 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하고 있는 구조일 수 있다.

일반적으로 분리막으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 다공성 고분자 필름이 사용되고 있으며, 이러한 분리막은 저렴하고 내화학성이 우수하여 전지의 작동에 바람직하다는 장점을 가지고 있지만, 고온의 환경에서 수축하기 쉽다.

따라서, 전지가 고온에 노출되었을 때 발생되는 분리막의 수축 또는 파손으로 인한 내부단락은 매우 심각한 실정이고, 이에 대한 하나의 대안으로서 분리막이 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하도록 구성함으로써, 다시 말해, 분리막의 크기를 양극 및 음극보다 크게 구성함으로써 상기 문제를 해결할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치 의 감지부는 분리막의 외주면 잉여부를 기준으로 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 바, 구체적으로, 분리막의 외주면 잉여부의 외주 단부의 위치를 감지할 수 있으며, 이러한 경우에, 상기 감지부는 위치 감지 센서에 의해 전극조립체의 외주의 위치를 감지함으로써, 전극조립체 고정용 접착부재가 부가되기 위한 위치를 특정할 수 있다.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 감지부는 전극조립체의 이송방향에 대해 수직 및/또는 수평으로 이동하는 구조일 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 전극조립체는 양극, 분리막, 음극이 순차적으로 적층됨으로써 제조된 후 상기 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하기 위한 공정으로 이송되고, 상기 고정용 접착부재를 부가하는 단계에서 정지되어 고정될 수 있다.

이러한 경우에, 상기 감지부는 전극조립체가 이송되는 측면에서, 상기 이송 방향에 대해 수직으로 이동함으로써, 전극조립체의 외주의 위치를 감지할 수 있다.

또한, 상기 감지부는 전극조립체가 정지되어 있는 상태에서, 하나의 전극조립체 뿐만 아니라, 연속적으로 수 개의 전극조립체의 외주의 위치를 감지하기 위해, 상기 전극조립체의 이송 방향에 대해 수평으로 직접 이동할 수도 있다.

따라서, 상기 감지부는 공정에 따라 전극조립체의 이송방향에 대해 수직 및/또는 수평으로 이동함으로써, 보다 효율적으로 전극조립체의 외주의 위치를 감지할 수 있다.

한편, 상기 테이핑 프로브는 전극조립체의 상단 및 하단에 각각 위치하는 한 쌍의 진공 흡착 부재들로 이루어져 있는 구조일 수 있다.

구체적으로, 상기 진공 흡착 부재들은 전극조립체의 상단 및 하단에서 각각 고정용 접착부재의 일측 및 타측 단부를 진공 흡착 방식으로 고정시킨 상태에서 이를 전극조립체의 외주면에 부가할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극조립체의 외주면에 부가되는 상기 고정용 접착부재는 필름 기재로 이루어져 있고, 전극조립체의 외주면에 대면하는 일면에 접착제가 도포되어 있는 구조일 수 있다.

본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치의 테이핑 프로브는, 전극조립체의 이송방향에 대해 수직 및/또는 수평으로 이동하는 구조일 수 있다.

상기 테이핑 프로브는 감지부와 마찬가지로, 전극조립체가 이송되는 측면에 위치한 상태에서, 상기 이송 방향에 대해 수직으로 이동함으로써, 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가할 수 있으며, 또한, 상기 테이핑 프로브는 전극조립체가 정지되어 있는 상태에서, 하나의 전극조립체 뿐만 아니라, 연속적으로 수 개의 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하기 위해, 상기 전극조립체의 이송 방향에 대해 수평으로 직접 이동할 수도 있다.

상기 감지부와 테이핑 프로브는 제어부의 전기적 신호에 의해 작동이 제어되는 바, 하나의 구체적인 예에서, 상기 제어부는 전극조립체의 이송을 제어하고, 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주의 위치에 따라 테이핑 프로브의 이동을 제어할 수 있다.

다시 말해, 상기 제어부는 적층 구조의 전극조립체가 고정용 접착부재를 부가하기 위한 공정으로 이송된 후, 감지부를 통해 전극조립체 외주의 위치를 감지하고, 상기 감지부에서 감지한 전극조립체 외주의 위치에 대한 정보를 테이핑 프로브에 전달해, 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재가 안정적으로 부가될 수 있도록, 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치를 이루는 모든 부분을 제어한다.

또 다른 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 복수의 전극들과 분리막들로 구성된 유닛셀 둘 이상이 분리막이 개재된 상태에서 적층된 구조로 이루어진 구조일 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 전지셀은 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 교대로 적층되어 있는 구조의 전극조립체를 포함하는 바, 상기 전극조립체가 단순히 복수의 전극들과 분리막들을 연속적으로 적층함으로써 제조될 경우, 공정에 소요되는 시간이 증가하고, 이에 따라, 생산 효율성이 저하되며, 완성된 제품의 불량률을 상승시킬 수 있다.

따라서, 상기 전극조립체는 복수의 전극들과 분리막들로 하나의 독립된 유닛셀을 구성하고, 상기 유닛셀 둘 이상을 분리막이 개재된 상태에서 적층함으로써 구성됨으로써, 상기 문제점들을 방지할 수 있다.

이러한 경우에, 상기 유닛셀은 양측 외곽의 전극들이 동일한 극성을 가진 구조로 이루어진 바이셀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 소망하는 성능을 발휘할 수 있는 것이라면, 양측 외곽의 전극들이 상이한 극성을 가진 구조로 이루어진 풀-셀일 수도 있다.

본 발명은, 상기 전극조립체 고정용 접착 부재 부가 장치를 이용하여 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하는 방법을 제공하는 바,

(a) 하나 이상의 양극, 음극, 상기 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하는 분리막을 적층하여 전극조립체를 제조하는 단계;

(b) 상기 단계(a)에서 제조된 전극조립체가 고정용 접착부재를 부가하기 위해 이송부에 의해 이송되는 단계;

(c) 감지부가 이동하며 상기 단계(b)에서 이송된 전극조립체의 분리막 외주면 잉여부를 기준으로 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 단계;

(d) 상기 단계(c)에서 감지한 전극조립체의 외주의 위치에 따라 테이핑 프로브가 이동하여 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하는 단계; 및

(e) 상기 단계 (d)에서 고정용 접착부재가 부가된 전극조립체가 이송부에 의해 후속 공정으로 이송되는 단계;

를 포함할 수 있다.

이러한 경우에, 상기 고정용 접착부재의 부가는 전극조립체의 상면 또는 하면에 대해 50 내지 80도로 기울어진 상태에서 상기 상면 또는 하면의 외주면으로부터 부가될 수 있다.

구체적으로, 상기 고정용 접착부재가 전극조립체의 상면 또는 하면에 대해 완전히 직각인 방향에서 부가될 경우, 전극조립체를 구성하는 다수의 분리막의 외주면 잉여부들을 한번에 절곡하면서 접촉부재를 부가하는데 어려움이 있다.

즉, 상기 고정용 접착부재는 전극조립체의 상면 또는 하면을 포함하는 평면에 대해 50 내지 80 도로 기울어진 상태에서 상기 상면 또는 하면의 외주면으로부터 부가됨으로써, 전극조립체를 구성하는 다수의 분리막을 한번에 절곡하는 동시에, 분리막의 외주면 잉여부가 양극 및 음극과 함께 접착, 고정될 수 있고, 이에 따라, 전극조립체의 전체적인 적층 구조가 안정적으로 고정될 수 있다.

이러한 경우에, 상기 고정용 접착부재는 전극들의 적층 방향을 기준으로 최상단면에서 최하단면에 걸쳐 부가되는 구조일 수 있다.

따라서, 전지셀의 전극조립체를 이루는 분리막의 외주면 잉여부가 전극조립체를 이루는 모든 양극 및 음극과 함께 접착 및 고정됨으로써, 전극조립체의 적층 구조가 안정적으로 고정될 수 있으며, 이에 따라, 전지셀의 낙하, 외부 층격 등에 의해 분리막을 중심으로 한 전극들이 움직임으로 인해 발생할 수 있는 내부 단락을 방지할 수 있다.

또한, 상기 고정용 접착부재의 부가는 상단 및 하단의 진공 흡착 부재에 의해 고정된 상태로 수행될 수 있는 바, 상기 진공 흡착 부재는 전극조립체의 상단 및 하단에서 각각 고정용 접착부재의 일측 단부와 타측 단부를 진공 흡착 방식으로 고정한 상태에서 고정용 접착부재를 전극조립체 방향으로 이동시켜, 전극조립체의 외주면에 부가할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치를 사용하여 제조되는 전지셀을 제공하는 바, 상기 전지셀의 구성, 구조, 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치는, 전극조립체의 외주의 위치를 감지하여, 이에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치가 자동적으로 조정됨으로써, 전극조립체의 위치 편차에도 불구하고, 균일하게 고정용 접착부재를 부가할 수 있고, 불량율을 최소화할 수 있으며, 공정의 진행에 따라, 전극조립체의 위치를 균일하게 조정하거나, 상기 불균일한 전극조립체의 외주의 위치에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 직접 조정할 필요가 없으므로, 고정용 접착부재의 부가 공정에서 상기 위치 조정에 추가적으로 소요되는 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 이에 따라, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 스택형 전극 조립체를 포함하고 있는 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 모식도이다;
도 2는 종래의 외주면에 고정용 접착부재가 부가된 스택형 전극조립체의 일반적인 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 이용해 고정용 접착부재를 부가하는 전체 공정을 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 공정이 이루어지는 단계별로 개략적으로 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 이용해 고정용 접착부재가 부가된 전극조립체의 구조를 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 이용해 고정용 접착부재를 부가하는 전체 공정을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 3을 참조하면, 하나 이상의 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막을 적층하여 제조된 전극조립체(310, 320, 330, 340)는 외주면에 고정용 접착부재를 부가하기 위해 이송부에 의해 A 방향으로 이송되고, 소정의 위치에서 정지된 상태로 고정된다.

이러한 경우에, 상기 전극조립체(310, 320, 330, 340)는 각각 위치 편차(370)를 갖고 있는 바, 감지부(350)는 상기 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 이송방향에 대해 수직으로 이동하여 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 외주의 위치를 감지한다.

또한, 상기 감지부(350)에서 감지한 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 외주의 위치에 따라 테이핑 프로브(360)가 감지부(350)와 마찬가지로, 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 이송방향(A)에 대해 수직으로 이동(B)하여 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 외주면에 고정용 접착부재를 부가한다.

상기 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치는 하나의 전극조립체(310)에 대한 고정용 접착부재의 부가가 완료된 후 전극조립체(310)를 이송(A)시켜 다음 전극조립체(320)에 대한 고정용 접착부재의 부가 공정을 수행할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 전극조립체(310, 320, 330, 340)가 정지되어 고정된 상태에서, 감지부(350) 및 테이핑 프로브(360)가 전극조립체(310, 320, 330, 340)의 이송방향(A)에 대해 수평으로 이동(C)함으로써 다음 전극조립체(320)에 대한 고정용 접착부재의 부가 공정을 수행할 수도 있다.

도 4a 내지 도 4c에는 도 3의 공정이 이루어지는 단계별로 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 전극조립체(400)는 양극(410), 음극 및 상기 양극(410)과 음극(420) 사이에 개재되는 분리막(430)이 순차적으로 적층되어 이루어지는 구조로서, 상기 분리막(430)은 양극(410) 및 음극(420)보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부(431)를 형성하고 있다.

또한, 상기 전극조립체(400)는 양측 외곽의 전극들이 동일한 양극(410)의 극성을 가진 구조로 이루어진 바이셀 구조이다.

상기 전극조립체(400)는 외주면에 고정용 접착부재를 부가하기 위해 이송된 후 정지되어 고정된 상태에서, 감지부(450)에 의해 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지한다.

상기 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지하는 것은 차후 고정용 접착부재(470)를 부가하는 공정에서 상기 고정용 접착부재(470)의 부가가 시작되는 위치와 완료되는 위치를 정확하게 특정하기 위한 것으로서, 이를 통해, 전극조립체(400)의 위치 편차에도 불구하고, 균일하게 고정용 접착부재(470)를 부가할 수 있고, 전지셀의 불량율을 최소화할 수 있다.

상기 감지부(450)는 분리막(430)의 외주면 잉여부(431)를 기준으로 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지하는 바, 구체적으로 분리막(430)의 외주면 잉여부(431)의 외주 단부(432)의 위치를 감지함으로써, 고정용 접착부재(470)의 부가가 시작되는 전극조립체(400)의 외주의 정확한 위치를 특정한다.

이러한 경우에, 상기 감지부(450)는 위치 감지 센서(451)를 포함하고 있고, 상기 감지부(450)의 위치 감지 센서(451)에 의해 전극조립체(400)를 구성하는 분리막(430)의 외주면 잉여부(431)의 외주 단부(432)의 위치를 감지함으로써, 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지한다.

상기 감지부(450)에 의해 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지한 후, 이에 대응해, 테이핑 프로브(461, 462)가 전극조립체(400)의 외주면에 고정용 접착부재(470)를 자동으로 부가한다.

상기 테이핑 프로브(460)는 전극조립체(400)의 상단 및 하단에 각각 위치하는 한 쌍의 진공 흡착 부재들(461, 462)로 이루어져 있는 바, 상기 진공 흡착 부재들(461, 462)은 전극조립체(400)의 상단 및 하단에서 각각 고정용 접착부재(470)의 일측 및 타측 단부를 진공 흡착 방식으로 고정시킨 상태에서 이를 전극조립체(400)의 외주면에 부가한다.

이러한 경우에 상기 고정용 접착부재(470)는 전극조립체(400)의 상면(401)에 대해 기울어진 상태에서 테이핑 프로브(460)가 전극조립체(400)의 이송방향에 대한 수직방향인 D 방향으로 이송됨으로써, 전극조립체(400)의 외주면에 부가되는 바, 상기 고정용 접착부재(470)가 기울어진 각도(471)는 전극조립체(400)의 상면(401)에 대해 50 내지 80도 일 수 있다.

따라서, 상기 고정용 접착부재(470)는 분리막의 외주면 잉여부(431)를 하향 절곡한 상태로 전극조립체(400)의 외주면에 부가된다.

그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 고정용 접착부재(470)는 전극조립체(400)의 하면(402)에 대해 기울어진 상태에서 테이핑 프로브(460)가 전극조립체(400)의 이송방향에 대한 수직방향인 D 방향으로 이송됨으로써, 전극조립체(400)의 외주면에 부가될 수도 있으며, 이러한 경우에, 상기 고정용 접착부재(470)가 기울어진 각도(471)는 전극조립체(400)의 하면(402)에 대해 50 내지 80도 일 수 있고, 이에 따라 상기 고정용 접착부재(470)는 분리막의 외주면 잉여부(431)를 상향 절곡한 상태로 전극조립체(400)의 외주면에 부가될 수 있다.

상기 테이핑 프로브(460)는 전극조립체(400)의 상면(401) 및 하면(402)에 걸쳐 고정용 접착부재(470)가 완전히 전극조립체(400)의 외주면에 밀착될 때까지 이동하고, 전극조립체(400)의 외주면에 대한 고정용 접착부재(470)의 부가가 완료된 이후 E 방향으로 이동함으로써 제거된다.

상기 전극조립체(400)의 이송, 전극조립체(400)의 외주의 위치 감지 및 고정용 접착부재(470)의 부가는 제어부에 의해 제어되는 바, 전극조립체(400)의 외주의 위치를 감지하여, 이에 대응해, 고정용 접착부재(470)가 부가되는 위치가 자동적으로 조정됨으로써, 전극조립체(400)의 위치 편차에도 불구하고, 균일하게 고정용 접착부재(470)를 부가할 수 있고, 불량율을 최소화할 수 있으며, 공정의 진행에 따라, 전극조립체(400)의 위치를 균일하게 조정하거나, 상기 불균일한 전극조립체(400)의 외주의 위치에 따라, 고정용 접착부재(470)가 부가되는 위치를 직접 조정할 필요가 없으므로, 고정용 접착부재(470)의 부가 공정에서 상기 위치 조정에 추가적으로 소요되는 인력 및 시간을 절약할 수 있고, 이에 따라, 제품 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 장치를 이용해 고정용 접착부재가 부가된 전극조립체의 구조를 나타낸 평면도가 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, 전극조립체(500)는 분리막(520)이 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하고 있는 구조로서, 전극조립체(500)의 서로 대면하는 외주면에서 고정용 접착부재(531, 532, 533, 534)가 부가되어 있다.

상기 고정용 접착부재(531, 532, 533, 534)는 전극들의 적층 방향을 기준으로 최상단면에서 최하단면에 걸쳐 부가되며, 상기 고정용 접착부재(531, 532, 533, 534)가 부가되는 전극조립체(500)의 외주면에서 분리막의 외주면 잉여부들을 하향 절곡시킨 상태로 양극 및 음극과 함께 고정할 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

1. 전극조립체를 공정 순서에 따라 일정 방향으로 순차적으로 이송시키는 이송부;
   상기 이송부 상에 배열된 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 감지부;
   상기 전극조립체의 외주면 중의 적어도 일부에 고정용 접착부재를 부가하는 테이핑 프로브(taping probe); 및
   상기 이송부, 감지부 및 테이핑 프로브의 작동을 제어하는 제어부;
   를 포함하고 있고,
   상기 테이핑 프로브는 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주 위치에 대응하여, 제어부의 작동 지시에 따라, 고정용 접착부재가 부가되는 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성된 적층 구조로 이루어진 구조로서, 상기 분리막은 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 분리막의 외주면 잉여부를 기준으로 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 분리막의 외주면 잉여부의 외주 단부의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 위치 감지 센서에 의해 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 감지부는 전극조립체의 이송방향에 대해 수직 및/또는 수평으로 이동하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 테이핑 프로브는 전극조립체의 상단 및 하단에 각각 위치하는 한 쌍의 진공 흡착 부재들로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 고정용 접착부재는 필름 기재로 이루어져 있고, 전극조립체의 외주면에 대면하는 일면에 접착제가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 테이핑 프로브는 전극조립체의 이송방향에 대해 수직 및/또는 수평으로 이동하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 전극조립체의 이송을 제어하고, 감지부에서 감지한 전극조립체의 외주의 위치에 따라 테이핑 프로브의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 복수의 전극들과 분리막들로 구성된 유닛셀 둘 이상이 분리막이 개재된 상태에서 적층된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 유닛셀은 양측 외곽의 전극들이 동일한 극성을 가진 구조로 이루어진 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치.
13. 제 1 항에 따른 장치에 의해 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하는 방법으로서,
    (a) 하나 이상의 양극, 음극, 상기 양극 및 음극보다 긴 길이로 돌출되어 외주면 잉여부를 형성하는 분리막을 적층하여 전극조립체를 제조하는 단계;
    (b) 상기 단계(a)에서 제조된 전극조립체가 고정용 접착부재를 부가하기 위해 이송부에 의해 이송되는 단계;
    (c) 감지부가 이동하며 상기 단계(b)에서 이송된 전극조립체의 분리막 외주면 잉여부를 기준으로 전극조립체의 외주의 위치를 감지하는 단계;
    (d) 상기 단계(c)에서 감지한 전극조립체의 외주의 위치에 따라 테이핑 프로브가 이동하여 전극조립체의 외주면에 고정용 접착부재를 부가하는 단계; 및
    (e) 상기 단계 (d)에서 고정용 접착부재가 부가된 전극조립체가 이송부에 의해 후속 공정으로 이송되는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 고정용 접착부재의 부가는 전극조립체의 상면 또는 하면에 대해 50 내지 80도로 기울어진 상태에서 상기 상면 또는 하면의 외주면으로부터 부가되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 상기 고정용 접착부재는 전극들의 적층 방향을 기준으로 최상단면에서 최하단면에 걸쳐 부가되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 방법.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 고정용 접착부재의 부가는 상단 및 하단의 진공 흡착 부재에 의해 고정된 상태로 수행되는 것을 특징으로 하는 전극조립체 고정용 접착부재의 부가 방법.
17. 제 1 항에 따른 전극조립체 고정용 접착부재 부가 장치를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전지셀.

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