KR20160015061A - Cutting method for battery separator and battery separator cutter using ultrasonic wave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전지의 분리막 커팅 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전지 분리막을 라운드 커팅 할 수 있는 전지의 분리막 커팅 방법 및 그를 위한 초음파 커팅기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.Cells and batteries that generate electrical energy through the physical reaction or chemical reaction of a material and supply power to the outside can not acquire the AC power supplied to the building depending on the living environment surrounded by various electric and electronic devices Or when DC power is needed.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.Among such cells, a primary cell and a secondary cell, which are chemical cells using a chemical reaction, are generally used. A primary cell is a consumable cell which is collectively referred to as a dry cell. Also, a secondary battery is a rechargeable battery in which a redox process between a current and a substance is repeatedly manufactured using a material capable of repeatedly repeating. When a reduction reaction is performed on a material by current, the power source is charged, When the power is discharged, the power is discharged. Such charging-discharging is repeatedly performed to generate electricity.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자 장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정 기간 동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.In recent years, compact and lightweight electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers, and camcorders have been actively developed and produced. These portable electric / electronic devices have built-in battery packs so that they can be operated even in a place where no separate power source is provided. The built-in battery pack has at least one battery therein so as to output a voltage of a certain level to drive the portable electric / electronic device for a predetermined period of time.
전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.Considering the economical aspect of the battery pack, a secondary battery capable of charging and discharging has been recently adopted. Typical examples of the secondary battery include a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, and a lithium secondary battery such as a lithium battery and a lithium ion battery.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.Particularly, the lithium secondary battery has a working voltage of 3.6 V, which is three times higher than a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which is widely used as a power source for portable electronic equipment, and is rapidly growing in terms of high energy density per unit weight to be.
통상적으로, 상기 리튬 이차 전지는 양극 활물질이 코팅된 양극 전극판, 음극 활물질이 코팅된 음극 전극판 및 상기 양극 전극판과 음극 전극판 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온(Li-ion)의 이동만을 가능하게 하는 분리막이 권취된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 수용하는 리튬 이차 전지용 케이스와, 상기 리튬 이차 전지용 케이스 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 이루어져 있다.Typically, the lithium secondary battery includes a positive electrode plate coated with a positive electrode active material, a negative electrode plate coated with a negative electrode active material, and a negative electrode plate disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent short- A case for a lithium secondary battery housing the electrode assembly, and an electrolyte solution injected into the case for the lithium secondary battery to enable movement of lithium ions.
이러한 종래의 이차 전지는 분리막을 라운드 커팅할 필요성이 없었으나, 근래 들어 이차 전지를 사용하는 핸드폰 등의 디자인이 중요시되면서 분리막을 안정적으로 라운드 커팅할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.In such a conventional secondary battery, there is no need to round-cut the separator. However, in recent years, the design of a cellular phone or the like using a secondary battery has become important, and it is necessary to develop a method of stably cutting the separator.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전지의 분리막을 안정적으로 라운드 커팅할 수 있는 전지의 분리막 커팅 방법 및 그를 위한 초음파 커팅기를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a separator cutting method of a battery capable of stably round cutting a separator of a battery and an ultrasonic cutter for the same.
본 발명에 따른 전지의 분리막 커팅 방법은 전지의 분리막을 제작하는 단계 및 초음파 진동이 인가되는 나이프부재를 사용하여 상기 분리막을 커팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for cutting a separator of a battery according to the present invention includes the steps of fabricating a separator of a battery and cutting the separator using a knife member to which ultrasonic vibration is applied.
상기 커팅하는 단계에서는 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하는 것을 특징으로 한다.And the separating film is cut along the curve in the cutting step.
상기 나이프부재는 상기 분리막과 접촉하여 절단력을 인가하며, 상기 커팅하는 단계에서 상기 나이프부재는 길이방향이 상기 분리막과 수직인 상태에서 상기 분리막을 커팅하는 것을 특징으로 한다.The knife member is in contact with the separation membrane to apply a cutting force, and in the cutting step, the knife member cuts the separation membrane in a longitudinal direction perpendicular to the separation membrane.
상기 분리막에 나이프부재가 진입하기 전과 진입한 후의 상기 분리막의 텐션은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 한다.
And the tension of the separation membrane before and after the knife member enters the separation membrane is maintained constant.
본 발명에 따른 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기는 본체, 상기 본체에 왕복 운동 가능하게 마련되는 초음파 진동자, 상기 초음파 진동자에 마련되어 전지의 분리막을 커팅하는 나이프부재, 상기 초음파 진동자가 왕복 운동할 수 있게 동력을 제공하는 발진기 및 상기 발진기를 온/오프(ON/OFF)하는 제어부를 포함한다.The separator cutting device for a battery using ultrasonic waves according to the present invention comprises a main body, an ultrasonic transducer provided to be reciprocatable to the main body, a knife member provided on the ultrasonic transducer for cutting a separator of the cell, And a controller for turning on / off the oscillator.
상기 초음파 진동자는 상하 직선 또는 좌우 직선 중 어느 하나 이상의 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 한다.The ultrasonic transducer is characterized in that the ultrasonic transducer performs one or more reciprocating motions of an upper and lower straight line, a left and a right straight line.
상기 나이프부재는 길이방향이 상기 분리막과 수직을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 한다.And the knife member is disposed so that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the separation membrane.
상기 본체는 상기 분리막을 지지하며 상기 나이프부재가 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅할 수 있도록 가이드하는 가이드홈이 마련된 지지판이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.The main body further includes a support plate having a guide groove for supporting the separation membrane and guiding the knife member to cut the separation membrane along a curve.
본 발명에 따르면, 초음파 커팅기를 사용하여 정교하고 안정적으로 분리막을 라운드 커팅할 수 있게 하는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to round-cut the separation membrane finely and stably using an ultrasonic cutting machine.
본 발명에 따르면, 초음파 커팅기를 사용할 때 나이프와 분리막이 수직을 이루고, 분리막이 적정 텐션(tension)을 유지한 상태에서 커팅이 이루어지도록 함으로써 제품의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. According to the present invention, when the ultrasonic cutter is used, the knife and the separator are perpendicular to each other, and the cutting is performed in a state where the separator maintains proper tension, thereby improving the reliability of the product.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 분리막 커팅 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a flowchart sequentially illustrating a method of cutting a membrane of a battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a separator cutting unit of a battery using ultrasonic waves according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 분리막 커팅 방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.1 is a flowchart sequentially illustrating a method of cutting a membrane of a battery according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 분리막 커팅 방법은 일반적인 전지의 분리막을 제작하는 단계(S1)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a separation membrane cutting method of a battery according to an embodiment of the present invention includes a step S1 of manufacturing a separator of a general battery.
그리고 본 발명에 따른 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기(1)의 초음파 진동이 인가되는 나이프부재(30)를 사용하여 상기 분리막을 커팅하는 단계(S2)를 포함한다.And a step S2 of cutting the separator using the
상기 커팅하는 단계(S2)에서는 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하는 것을 더 포함한다.The cutting step (S2) further comprises cutting the separator along a curve.
또한, 상기 나이프부재(30)는 상기 분리막과 접촉하여 절단력을 인가하며, 상기 커팅하는 단계(S2)에서 상기 나이프부재(30)는 길이방향이 상기 분리막과 수직인 상태에서 상기 분리막을 커팅하는 것을 더 포함한다.In addition, the
더불어 상기 분리막에 상기 나이프부재(30)가 진입하기 전과 진입한 후의 상기 분리막의 텐션은 일정하게 유지되는 것을 더 포함한다.And the tension of the separation membrane before and after the
이렇게 상기 나이프부재(30)의 길이방향이 상기 분리막과 수직인 상태에서 상기 분리막을 커팅하며, 상기 분리막의 텐션이 일정하게 유지되기 때문에 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하면서 커팅면 품질이 양호하게 된다.Thus, the separation membrane is cut while the longitudinal direction of the
반면 상기 나이프부재(30)의 길이방향이 상기 분리막과 수직을 이루지 않고 상기 분리막의 텐션이 일정하게 유지되지 않는 상태에서 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하게 되면 상기 분리막의 커팅면이 찢어지는 등의 불량이 발생하여 품질의 신뢰성을 보장하기 어렵다.
On the other hand, if the longitudinal direction of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 분리막 커팅 방법에 사용되는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a separator cutter of a battery using an ultrasonic wave used in a separator cutting method of a battery according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지의 분리막 커팅 방법에 사용되는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기(1)는 본체(10)와 상기 본체(10)에 왕복 운동 가능하게 마련되는 초음파 진동자(20)와 상기 초음파 진동자(20)에 마련되어 전지의 분리막을 커팅하는 나이프부재(30)와 상기 초음파 진동자(20)가 왕복 운동할 수 있게 동력을 제공하는 발진기(40) 및 상기 발진기(40)를 온/오프(ON/OFF)하는 제어부(50)를 포함한다.2, a
상기 초음파 진동자(20)는 상하 직선 또는 좌우 직선 중 어느 하나 이상의 왕복 운동을 하여 상기 나이프부재(30)에 초음파 진동을 인가한다.The
상기 나이프부재(30)는 길이방향이 상기 분리막과 수직을 이루도록 배치되어 상기 초음파 진동자(20)에 의해 인가된 초음파 진동에 의해 상기 분리막과 접촉하여 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하게 된다.The
이때, 상기 본체(10)는 상기 분리막을 지지하며 상기 나이프부재(30)가 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅할 수 있도록 가이드하는 가이드홈(13)이 마련된 지지판(11)을 더 형성하여 상기 나이프부재(30)가 상기 분리막을 커팅하는 것을 돕게 한다.The
여기서 상기 초음파 진동자(20)는 상기 본체에 회전축(15)에 의해 선회가능하게 연결되어 상기 초음파 진동자(20)는 왕복 운동과 함께 상기 회전축(15)이 기 설정된 범위 내에서 선회를 반복하는 왕복 운동을 하여 상기 초음파 진동자(20)에 마련된 상기 나이프부재(30)가 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하게 할 수 있다.The
상기 지지판(11)은 상판(11a)과 하판(11b)으로 구분되어 상기 상판(11a)과 상기 하판(11b)의 사이에 상기 분리막이 삽입될 수 있도록 상기 상판(11a)과 상기 하판(11b)은 서로 소정 간격 이격된 상태에서 상기 상판(11a)과 상기 하판(11b)이 결합 형성된다.The
그리고 상기 상판(11a)에는 상기 가이드홈(13)이 곡선으로 관통형성되어 상측에서 상기 나이프부재(30)가 상기 가이드홈(13)을 따라 상기 상판(11a)과 상기 하판(11b) 사이에 삽입된 상기 분리막을 곡선으로 커팅할 수 있게 한다.The
상기 발진기(40)는 일반적으로 사용되는 전기 발진기 등일 수 있고 상기 제어부(50)는 사용자가 제어할 수 있는 풋 스위치, 컴퓨터 등 일 수 있다.The
상술한 구성의 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기(1)를 작동하는 방법에 대해 설명한다.A method of operating the
먼저, 상기 제어부(50)를 사용하여 상기 발진기(40)의 전원을 켠다.First, the power source of the
그리고 상기 발진기(40)로부터 고주파 에너지가 상기 초음파 진동자(20)로 전달되면, 상기 회전축(15)이 선회하면서 상기 나이프부재(30)로 초음파 진동이 인가되고, 상기 나이프부재(30)가 상기 가이드홈(13)을 따라 상기 분리막에 접촉 후 가압되면, 상기 나이프부재(30)에 의해 상기 분리막에 진동 마찰열이 발생하여 상기 분리막이 곡선으로 커팅된다.
When the high-frequency energy is transmitted from the
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 전지용 전지의 분리막 커팅 방법 및 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기는 초음파 커팅기를 사용하여 정교하고 안정적으로 분리막을 라운드 커팅할 수 있게 하는 효과가 있고, 초음파 커팅기를 사용할 때 나이프와 분리막이 수직이고, 분리막이 적정 텐션(tension)을 유지하게 하여 제품의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.
The separator cutting method of the battery for a battery according to the present invention configured as described above and the separator cutting machine for a battery using ultrasonic waves have the effect of round cutting the separator precisely and stably using an ultrasonic cutter, The knife and the membrane are perpendicular to each other, and the separation membrane maintains an appropriate tension, thereby enhancing the reliability of the product.
이상과 같이 본 발명에 따른 전지용 전지의 분리막 커팅 방법 및 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기를 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the separator cutting method of a battery cell and the separator cutting machine of a battery using ultrasonic waves according to the present invention have been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, And various modifications and changes may be made by those skilled in the art to which the present invention belongs.
1: 분리막 커팅기
10: 본체
11: 지지판
11a: 상판
11b: 하판
13: 가이드홈
15: 회전축
20: 초음파 진동자
30: 나이프부재
40: 발진기
50: 제어부1: membrane cutter
10: Body
11: Support plate
11a: top plate
11b: Lower plate
13: Guide groove
15:
20: Ultrasonic vibrator
30: knife member
40: Oscillator
50:
Claims (8)
초음파 진동이 인가되는 나이프부재를 사용하여 상기 분리막을 커팅하는 단계(S2); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 분리막 커팅 방법.Fabricating a separator of the battery (S1); And
(S2) cutting the separator using a knife member to which ultrasonic vibration is applied; Wherein the separating step comprises the steps of:
상기 커팅하는 단계(S2)에서는 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅하는 것을 특징으로 하는 전지의 분리막 커팅 방법.The method according to claim 1,
And cutting the separator along a curve in the cutting step (S2).
상기 커팅하는 단계(S2)에서 상기 나이프부재는 길이방향이 상기 분리막과 수직인 상태에서 상기 분리막을 커팅하는 것을 특징으로 하는 전지의 분리막 커팅 방법.[3] The apparatus of claim 1, wherein the knife member contacts the separator to apply a cutting force,
And cutting the separator in a state in which the knife member is perpendicular to the separator in the cutting step (S2).
상기 분리막에 상기 나이프부재가 진입하기 전과 진입한 후의 상기 분리막의 텐션은 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 전지의 분리막 커팅 방법.The method of claim 3,
Wherein a tension of the separation membrane before and after the knife member enters the separation membrane is kept constant.
상기 본체(10)에 왕복 운동 가능하게 마련되는 초음파 진동자(20);
상기 초음파 진동자(20)에 마련되어 전지의 분리막을 커팅하는 나이프부재(30);
상기 초음파 진동자(20)가 왕복 운동할 수 있게 동력을 제공하는 발진기(40); 및
상기 발진기(40)를 온/오프(ON/OFF)하는 제어부(50); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기.A main body 10;
An ultrasonic vibrator 20 reciprocatingly mounted on the main body 10;
A knife member 30 provided on the ultrasonic transducer 20 for cutting a separator of the battery;
An oscillator (40) for providing power to allow the ultrasonic transducer (20) to reciprocate; And
A controller 50 for turning on / off the oscillator 40; The separator cutting device of the battery using ultrasonic waves.
상기 초음파 진동자(20)는 상하 직선 또는 좌우 직선 중 어느 하나 이상의 왕복 운동을 하는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기.The method of claim 5,
Wherein the ultrasonic transducer (20) reciprocates in at least one of an upper and lower straight line, a left and a right straight line, and the like.
상기 나이프부재(30)는 길이방향이 상기 분리막과 수직을 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기.The method of claim 5,
Wherein the knife member (30) is disposed so that its longitudinal direction is perpendicular to the separation membrane.
상기 분리막을 지지하며 상기 나이프부재(30)가 상기 분리막을 곡선을 따라 커팅할 수 있도록 가이드하는 가이드홈(13)이 마련된 지지판(11)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파를 이용한 전지의 분리막 커팅기.[6] The apparatus according to claim 5,
And a support plate (11) having a guide groove (13) for supporting the separation membrane and guiding the knife member (30) to cut the separation membrane along a curve is formed. .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |