KR20180013788A - 이차전지용 전극의 생산성이 향상된 전극 탭 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극의 일측 단부와 인접한 부위 중, n개(n≥≥2)의 탭 예정 부위들을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 n+1개의 노칭부들(notching units)이 내면에 형성되어 있는 캐비티 부재(cavity member); 및 상기 캐비티 부재에 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 캐비티 구동부;를 포함하고 있으며, n+1개의 노칭부들은 서로 인접된 노칭부들 사이에 탭 예정 부위가 위치되는 형태로 캐비티의 내면에 형성되어 있고, 상기 캐비티 부재의 하강 시, 노칭부들 각각에 밀착되는 전극 부위가 독립적으로 절삭되면서 n+1개의 노칭부들 사이에 위치한 n개의 탭 예정 부위들이 동시에 전극 탭 형상으로 가공되는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치를 제공한다.

Description

이차전지용 전극의 생산성이 향상된 전극 탭 가공 장치 {Electrode Tab-manufacturing Apparatus with Improved Productivity of Electrode for Secondary Battery}

본 발명은 이차전지용 전극의 생산성이 향상된 전극 탭 가공 장치에 관한 것이다.

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 안정성의 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

또한, 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어진 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.

여기서, 단위 전극의 적층 구조를 포함하는 전극조립체의 제조 공정은, 양극과 음극 합제를 제조하는 공정, 양극 집전체와 음극 집전체에 각각의 합제를 도포하여 양극 및 음극으로 이루어진 시트 형태의 전극들을 각각 제조하는 공정, 전극 상에 전극 탭을 형성하는 공정, 전극들을 프레싱(Pressing)하는 공정, 전극들을 소망하는 크기로 소폭 절단(Slitting)하여 전극을 제조 하는 공정, 진공 건조 공정, 제조된 전극인 양극, 음극 및 분리막 구성된 전극조립체를 형성하는 공정 등을 포함한다.

이 중, 전극 탭을 형성하는 공정은, 전극에서 단부 부근에 설정된 탭 예정 부위를 따라 절삭이 가능한 장치로 가공하는 공정이다.

이와 같은 가공 장치는, 일반적으로 상하로 운동 가능한 캐비티로 전극을 절삭하도록 구성되어 있으며, 구체적으로 캐비티 내부에 탭 예정 부위를 제외한 부위만을 가압 및 절삭하도록 특정 형태의 노칭 패턴(notching pattern)이 형성되어 있으며 캐비티가 하강할 때, 이 노칭 패턴이 전극의 단부 일부만을 절삭하는 장치로서, 절삭 이후 전극의 단부에서 돌출된 형태로 잔존하는 부위가 전극 탭으로 사용된다.

종래의 가공 장치는 설비의 크기적 한계로 인하여, 캐비티의 일회 하강 시 하나의 전극 탭을 형성하는 구조로 구성되어있으나, 이는 공정에 소요되는 시간과 전극 당 제조 비용이 높아 생산성이 낮은 단점이 있다.

또한, 전극의 대량 생산을 위해서는 다수의 캐비티들이 요구되어 가공 장치의 유지 보수 측면에서도 단점이 존재했다.

따라서, 전극 탭의 가공 공정을 전반적으로 개선할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 그 크기가 콤팩트하여 유지 보수를 용이하게 하면서도 단일 캐비티 부재가 일회 하강 시, 둘 이상의 전극 탭을 동시에 형성하여 탭 가공 공정에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있는 탭 가공 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탭 가공 장치는,

이차전지용 전극의 일부를 돌출 구조의 전극 탭 형상으로 가공하는 장치로서,

전극의 일측 단부와 인접한 부위 중, n개(n≥≥2)의 탭 예정 부위들을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 n+1개의 노칭부들(notching units)이 내면에 형성되어 있는 캐비티 부재(cavity member); 및

상기 캐비티 부재에 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 캐비티 구동부;

를 포함하고 있으며,

n+1개의 노칭부들은 서로 인접된 노칭부들 사이에 탭 예정 부위가 위치되는 형태로 캐비티의 내면에 형성되어 있고,

상기 캐비티 부재의 하강 시, 노칭부들 각각에 밀착되는 전극 부위가 독립적으로 절삭되면서 n+1개의 노칭부들 사이에 위치한 n개의 탭 예정 부위들이 동시에 전극 탭 형상으로 가공되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 탭 가공 장치는 일회의 노칭 공정, 즉, 캐비티 부재가 일회 하강하는 것으로 전극 상에 둘 이상의 전극 탭을 동시에 형성시키는 바, 탭 가공 공정에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감하여 전극의 대량 생산에 적합한 이점을 제공한다.

다만, 복수의 노칭부들이 캐비티 부재의 내면에 형성되어야 하므로 상기 캐비티 부재의 크기가 전반적으로 증가되는 것은 필연적이나, 본 발명에서는 n+1개의 노칭부들은 평면상으로 서로에 대해 독립적으로 일렬 배열된 형태로 캐비티 부재 내면에 형성되어 있는 바, 노칭부들의 배열에 소비되는 사공간(dead space)을 최소화하여 그 크기를 상대적으로 콤팩트하게 설계할 수 있다.

상술한 서로에 대해 독립적으로 일렬 배열된 형태란, 평면상으로 노칭부들 각각이 서로에 대해 연결되지 않은 상태로 배열된 것을 의미하며 이는 적어도 전극의 단부 측에 대응하는 캐비티 부재의 내면에 불필요한 구조물 없이, 오로지 노칭부들 각각이 양각의 패턴을 이루며, 수직 단면상으로 캐비티 부재의 내면으로부터 외향 돌출된 구조를 의미한다.

이에 설명의 편의를 위하여, 하나의 예시적인 전극 노칭 모식도인 도 1과 본 발명의 하나의 실시예에 따른 도 2를 비교 참조하여 하기에 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 두 개의 탭 예정 부위(12a, 12b)를 전극(10)의 단부 측(10')에 잔존시키기 위해서는, 단부 측(10')에서 탭 예정 부위(12a, 12b)를 제외한 나머지 부위를 전극(10)으로부터 제거해야 하며, 그에 따라 캐비티 부재의 내면은 기 설정된 탭 예정 부위(12a, 12b)의 외곽을 따라 절삭한다.

그러나, 기 설정된 탭 예정 부위(12a, 12b)의 외곽을 따라 절삭하는 구조는 도 1에서와 같이 불필요한 사공간(12c)이 캐비티 내면에 형성되는 바, 캐비티 부재의 전반적인 크기가 증가되어 공정 라인 설계를 어렵게 하고 유지 보수 측면에서도 많은 단점을 야기한다.

이뿐 아니라, 사공간(12c)만큼 전극(10)의 단부(10')에서 불필요하게 삭제되는 부위가 발생하므로, 전극(10)의 제조 원가가 증가될 것은 자명하다.

반면, 본 발명의 실시예에 따른 도 2를 참조하면, 두 개의 탭 예정 부위가 전극의 단부 측에 잔존되도록, 전극(10)의 단부 측(10')에서 탭 예정 부위(12a, 12b)를 제외한 나머지 부위를 전극(10)으로부터 제거하되, 서로에 대해 독립적으로 일렬 배열된 3개의 노칭부들(102, 104, 106)이 탭 예정 부위(12a, 12b) 뿐만 아니라, 전극(10)의 일측 단부(10')를 제외한 부위에 위치되기 때문에, 도 1과는 다르게 캐비티 부재에 불필요한 사공간을 형성하지 않는다.

따라서, 본 발명에서, 전극의 일측 단부는 탭 예정 부위의 단부이고, 상기 노칭부는 전극의 일측 단부와 인접한 부위 중, 상기 일측 단부와 탭 예정 부위를 제외한 나머지 부위를 절삭하도록 구성되어 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 탭 가공 장치는, 복수의 전극 탭을 동시에 전극 상에 가공하되, 이를 수행하는 캐비티 부재의 크기는 콤팩트한 구조로 이루어져 있어 종래에 대두된 문제를 일거에 해소할 수 있다.

본 발명에서 상기 노칭부들은 캐비티 부재로부터 분리 가능하도록 캐비티 부재의 내면에 결합되어 있는 구조일 수 있다.

도 5는 분리 가능한 노칭부(200)를 나타낸 것이다. 노칭부의 정면도(210)에서는 노칭에 사용되는 커터(211)가 나타나 있고, 평면도(220)에서는 노칭될 부분의 형상을 볼 수 있다.

이러한 구조는 소망하는 전극 탭의 크기와 형상에 따라 노칭부를 캐비티 부재 내면에 자유롭게 배열함으로써, 캐비티 부재의 교체 없이도 다양한 크기와 형상으로 전극 탭을 가공하도록 할 수 있다.

이와는 달리 절삭의 안정성을 위하여 상기 노칭부는 캐비티 부재와 일체를 이루 수도 있다.

상기 구조들에서 노칭부들 중, 평면상으로 탭 예정 부위들 사이에 위치하는 노칭부는, 전극 탭간 거리를 고려하여 그 크기가 설정될 수 있으며, 상세하게는 상기 노칭부는 전극 탭의 폭 대비 100% 내지 1000%의 폭을 가질 수 있다.

상기 노칭부의 크기가 전극 탭의 폭 대비 100% 미만이라면, 전극 탭 과도하게 근접된 상태로 전극이 절삭되면서 노칭부를 사이에 둔 전극 탭들에 응력이 집중될 수 있으므로 바람직하지 않으며, 1000%을 초과한다면 노칭부에 의해 가압 및 절삭되는 전극 단부 면적이 증가되어, 전극 상에 소망하지 않는 주름이나 너울이 발생할 수 있는 바, 바람직하지 않다.

경우에 따라서는 모든 노칭부의 크기는 동일할 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 캐비티 부재는, 노칭부들 각각에 윤활유를 공급하는 공급관을 더 포함할 수 있다.

이러한 구조는 노칭부와 전극의 밀착 계면에 윤활유를 공급할 수 있어, 절삭 시 야기되는 마찰열을 최소화 할 수 있고, 결과적으로 절삭 과정에서 절삭 부위가 발화하거나 용융되는 문제점을 해소할 수 있다.

한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 캐비티 구동부는,

캐비티 부재와 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 복수의 공압 실린더들;

상기 공압 실린더들을 지지하는 베이스 플레이트; 및

상기 탭 예정 부위들을 지지하도록 구성되어 있는 다이;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명은 또한,이차전지용 전극 탭 가공 방법을 제공한다.

이차전지용 탭 가공 방법은 (a) 전극 탭 가공을 위해 다이에 탭 예정 부위들을 고정시키는 단계; (b) n개(n≥2)의 탭 예정 부위들을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 n+1개의 노칭부들(notching units)이 내면에 형성되어 있는 캐비티 부재(cavity member)를 하향 이동시켜 n+1개의 노칭부들을 노칭하는 단계; 및 (c) 상기 캐비티 부재를 상향 이동시키고 전극 탭이 형성된 전극을 이동시키는 단계;를 포함한다.

(b) 단계의 캐비티는 상술한 탭 가공 장치와 동일한 구조를 가지고, 캐비티의 하향 이동으로 인하여 n+1개의 노칭부들이 동시에 절삭되어 n개의 탭 예정 부위들이 동시에 전극 탭 형상으로 가공된다. 노칭에 의해 절삭되어 나오는 부분들은 서로 독립적이며, 이는 노칭에 의해 불필요하게 제거되는 부위를 줄여 생산되는 전극의 제조원가를 줄이는 역할을 한다.

캐비티의 탭 예정 부위의 n값이 크면 클수록 전극의 생산성이 높아진다. 그러나 n값이 너무 커지면 캐비티의 부피도 그만큼 커지므로 오히려 전극의 생산성이 저하될 수 있으므로 공정에 필요한 공간과 비용에 따라 n값을 적절히 조정할 수 있다. 본 발명은 종래 기술보다 작은 부피의 장치를 이용하여 더 큰 n값을 갖도록 한 것에 의의가 있다.

실제 공정에서는 상기 (a)단계에서 (b)단계를 거쳐 (c)단계에 이르고, 다시 (a)단계 내지 (c)단계를 반복하여 수행하는 과정이 연속적으로 일어난다. 따라서 연속적인 전극의 이동 중에 노칭을 위하여 이동중인 전극이 잠시 멈춰서서 탭 예정 부위가 고정되면 캐비티가 노칭을 수행하고 전극은 다시 이동하는 형태의 공정을 가질 것이다.

본 발명은 또한 상기 이차전지용 전극 탭 가공 방법으로 가공된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극을 제공한다.

상기 전극은 예를 들어 음극 또는 양극일 수 있으며, 이하에서는 전극의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-xO₄ (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO₃, LiMn₂O₃, LiMnO₂ 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li₂CuO₂); LiV₃O₈, LiFe₃O₄, V₂O₅, Cu₂V₂O₇ 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi_{1 - x}M_xO₂ (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn_{2 - x}M_xO₂ (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li₂Mn₃MO₈ (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn₂O₄; 디설파이드 화합물; Fe₂(MoO₄)₃ 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.

상기 음극은 음극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Li_xFe₂O₃(0≤≤x≤≤1), Li_xWO₂(0≤≤x≤≤1), Sn_xMe_{1 - x}Me'_yO_z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤≤1; 1≤≤y≤≤3; 1≤≤z≤≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO₂, PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄, Sb₂O₃, Sb₂O₄, Sb₂O₅, GeO, GeO₂, Bi₂O₃, Bi₂O₄, and Bi₂O₅ 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 탭 가공 장치는, 일회의 노칭 공정, 즉, 캐비티 부재가 일회 하강하는 것으로 전극 상에 둘 이상의 전극 탭을 동시에 형성시키는 바, 탭 가공 공정에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감하여 전극의 대량 생산에 적합한 이점을 제공한다.

도 1은 하나의 예시적인 전극 노칭에 대한 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 노칭에 대한 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 탭 가공 장치의 모식도이다;
도 4는 캐비티 부재의 평면 모식도이다.
도 5는 분리 가능한 노칭부의 정면 및 평면 모식도이다.

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 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 탭 가공 장치(100)가 모식적으로 도시되어 있고, 도 4는 캐비티 부재(110)의 평면 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 도 2와 함께 참조하면, 탭 가공 장치(100)는 캐비티 부재(110) 및 캐비티 부재(110)에 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 캐비티 구동부(120)를 포함한다.

캐비티 구동부(120)는, 캐비티 부재(110)와 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 복수의 공압 실린더들(122), 공압 실린더들(122)을 지지하는 베이스 플레이트(126) 및 탭 예정 부위들(12a, 12b)을 지지하도록 구성되어 있는 다이(124)를 포함한다.

캐비티 부재(110)에는 전극(10)의 일측 단부(10')와 인접한 부위 중, 탭 예정 부위들(12a, 12b)을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 3개의 노칭부들(102, 104, 106)이 내면에 형성되어 있다.

여기서, 전극(10)의 일측 단부(10')는 탭 예정 부위들(12a, 12b)의 단부이고, 노칭부는 전극(10)의 일측 단부(10')와 인접한 부위 중, 상기 일측 단부(10')와 탭 예정 부위들(12a, 12b)을 제외한 나머지 부위를 절삭하도록 구성되어 있다.

따라서, 전극(10)이 캐비티 구동부(120)의 다이(124) 상에 위치한 상태로 캐비티 부재(110)가 하강하면, 노칭부들(102, 104, 106) 각각에 밀착되는 전극(10) 부위가 독립적으로 절삭되면서 3개의 노칭부들(102, 104, 106) 사이에 위치한 2개의 탭 예정 부위들(12a, 12b)이 동시에 전극 탭 형상으로 가공될 수 있다.

또한, 캐비티 부재(110)는 다수의 노칭부들(102, 104, 106)을 포함함에도 불구하고 이 노칭부들(102, 104, 106)이 평면상으로 서로에 대해 독립적으로 일렬 배열된 형태로 캐비티 부재(110) 내면에 형성되어 있는 바, 노칭부들(102, 104, 106)의 배열로 인한 사공간을 최소화하여, 전반적으로 콤팩트한 구조로 이루어져 있다.

결과적으로, 탭 가공 장치(100)는 캐비티 부재(110)가 일회 하강하는 것으로 전극(10) 상에 둘 이상의 전극 탭을 동시에 형성시킬 수 있는 바, 탭 가공 공정에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감하여 전극(10)의 대량 생산에 적합한 이점을 제공한다.

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

Claims (10)

1. 이차전지용 전극의 일부를 돌출 구조의 전극 탭 형상으로 가공하는 장치로서,
   전극의 일측 단부와 인접한 부위 중, n개(n≥2)의 탭 예정 부위들을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 n+1개의 노칭부들(notching units)이 내면에 형성되어 있는 캐비티 부재(cavity member); 및
   상기 캐비티 부재에 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 캐비티 구동부;
   를 포함하고 있으며,
   n+1개의 노칭부들은 서로 인접된 노칭부들 사이에 탭 예정 부위가 위치되는 형태로 캐비티의 내면에 형성되어 있고,
   상기 캐비티 부재의 하강 시, 노칭부들 각각에 밀착되는 전극 부위가 독립적으로 절삭되면서 n+1개의 노칭부들 사이에 위치한 n개의 탭 예정 부위들이 동시에 전극 탭 형상으로 가공되는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서, 평면상으로 n+1개의 노칭부들은 서로에 대해 독립적으로 일렬 배열된 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 캐비티 구동부는,
   캐비티 부재와 연결된 상태로 승강 운동하도록 구성되어 있는 복수의 공압 실린더들;
   상기 공압 실린더들을 지지하는 베이스 플레이트; 및
   상기 탭 예정 부위들을 지지하도록 구성되어 있는 다이;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 노칭부들은 캐비티 부재로부터 분리 가능하도록 캐비티 부재의 내면에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극의 일측 단부는 탭 예정 부위의 단부이고, 상기 노칭부는 전극의 일측 단부와 인접한 부위 중, 상기 일측 단부와 탭 예정 부위를 제외한 나머지 부위를 절삭하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 탭 가공 장치.
   
6. (a) 전극 탭 가공을 위해 다이에 탭 예정 부위들을 고정시키는 단계;
   (b) n개(n≥≥2)의 탭 예정 부위들을 제외한 나머지 부위들에 밀착된 상태로 이들을 절삭시키는 n+1개의 노칭부들(notching units)이 내면에 형성되어 있는 캐비티 부재(cavity member)를 하향 이동시켜 n+1개의 노칭부들을 노칭하는 단계; 및
   (c) 상기 캐비티 부재를 상향 이동시키고 전극 탭이 형성된 전극을 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 탭 가공 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서, 상기 (b) 단계에 의하여 n개의 탭 예정 부위들이 동시에 전극 탭 형상으로 가공되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 탭 가공 방법.
   
8. 제 6 항에 있어서, 상기 (b) 단계의 노칭에 의해 절삭되어 나오는 부분들은 서로 독립적인 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 탭 가공 방법.
   
9. 제 6 항에 있어서, 상기 (a) 내지 (c) 단계가 순차적으로 반복 진행되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 탭 가공 방법.
   
10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 이차전지용 전극 탭 가공 방법으로 가공된 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극.
    
    

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