KR20190051623A - 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 테이프를 견인할 수 있도록 구성되는 테이프 견인유닛, 테이프를 절단할 수 있도록 구성되는 커터, 서로 다른 크기의 절단된 테이프를 흡착할 수 있도록 흡착면적이 조절가능하게 구성되는 테이핑 헤드 및 테이프를 설정길이로 절단할 수 있도록 테이프 견인유닛과 커터의 상대적인 거리를 조절하며, 설정길이에 따라 테이핑 헤드의 흡착면적을 조절할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치는 마감 테이프의 길이를 조절하여 절단하고, 테이핑 헤드에서 흡착면적을 조절하여 부착할 수 있으므로 다양한 종류 및 크기에 맞는 테이핑이 가능하다.

Description

2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치{SEALING TAPE ATTACHING APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY MANUFACTURING}
본 발명은 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 테이프의 길이 및 폭의 조절이 가능한 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Ni-Ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery) 등이 있다.
이차전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 서로 다른 양극 및 음극 소재의 전압차이를 이용하여 전기를 저장 및 발생시킨다. 여기서, 방전이란 전압이 높은 음극에서 낮은 양극으로 전자를 이동시키는 것이며(양극의 전압 차이만큼 전기를 발생), 충전이란 전자를 다시 양극에서 음극으로 이동시키는 것으로 이때 양극물질은 전자와 리튬이온을 받아들여 원래의 금속산화물로 복귀하게 된다. 즉, 이차전지는 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동함에 따라 충전 전류가 흐르게 되고, 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐르게 된다.
이차 전지 제조에 있어 띠모양의 극판을 권취하거나, 개별 극판을 쌓아서 적층하는 방식의 장치에 있어, 이차 전지에서 요구되는 극판의 일정한 길이를 감거나 쌓은 후, 전극체의 마지막은 전극체가 밀착되도록 분리막만으로 감은후 이를 고정시키는 taping 작업을 하게 된다. 이때 감기가 종료된 직후에 절단된 분리막을 일련의 roller 장치가 고정하게 하고, 이 상태에서 테이프를 붙임으로써 분리막 커팅 이후에 마감 테이프를 붙일 때까지 분리막이 정해진 위치를 벗어나지 않도록 하고 있다. 마감 테이프를 붙이기 전에 전극체가 완전히 고정되지 않은 상태에서 권심을 뺄 경우 전극체 안쪽의 형태가 흐트러질 수 있는데, 특히 대형셀의 경우 전극체 자체의 사이즈가 크기 때문에 전극체가 고정이 되지 않은 상태에서 권심을 뺄 경우 전극체 안쪽의 형태가 쉽게 흐트러질 수 있다.
따라서 마감 테이프는 전극체 내부에 권심이 있는 상태에서 붙이게 된다. 또한 전극체 내부에 권심이 있는 상태에서 마감 테이프를 붙여야 전극체에 부착되는 위치(넓은면, 좁은면 혹은 Edge)에 상관없이 작업이 가능하다.
마감 테이프는 전극체의 사이즈에 따라 부착되는 위치와 방법이 다르게 적용된다. 마감 테이프가 넓게 부착될 경우 테이프가 접히거나 테이프내에 기포가 발생하여 J/R의 두께에 영향을 미치는 현상이 발생하므로 얇은 두께의 테이프를 부착하게 된다. 이러한 경우 테이프의 부착 유닛이 여러 개가 필요하거나 반복된 작업을 진행하여야 일정한 수준의 부착강도를 확보할 수 있다.
이러한 2차전지 제조장치중 테이핑 장치에 관하여 대한민국등록특허 제1200277호(2012.11.12.공고)가 개시되어 있다. 그러나, 기존에는 테이핑 장치가 단일크기의 테이프만 부착할 수 있어 다양한 크기로 테이핑을 부착하기 위해서는 장비를 교체해야 하는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 제1200277호(2012.11.12.공고)
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 다양한 크기로 테이프를 절단하고 부착할 수 있는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 테이프를 견인할 수 있도록 구성되는 테이프 견인유닛, 테이프를 절단할 수 있도록 구성되는 커터, 서로 다른 크기의 절단된 테이프를 흡착할 수 있도록 흡착면적이 조절가능하게 구성되는 테이핑 헤드 및 테이프를 설정길이로 절단할 수 있도록 테이프 견인유닛과 커터의 상대적인 거리를 조절하며, 설정길이에 따라 테이핑 헤드의 흡착면적을 조절할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치가 제공될 수 있다.
여기서, 테이핑 헤드는 테이프 견인유닛으로부터 절단된 테이프를 인수하며 회전함에 따라 외면에 둘러가며 테이프를 흡착할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 제어부는 절단된 테이프의 인수시 설정길이에 따라 테이핑 헤드의 회전각을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.
그리고, 제어부는 절단된 테이프를 전극체에 부착시 설정길이에 따라 테이핑 헤드의 회전량을 조절하도록 구성도리 수 있다.
한편, 테이핑 헤드는 외면에 둘레방향으로 형성되어 있는 복수의 진공포트 어레이를 포함할 수 있다.
한편, 제어부는 설정길이에 따라 복수의 진공포트 어레이의 개방여부를 선택하여 흡착을 수행하도록 제어할 수 있다.
나아가, 테이프의 폭에 따라 진공포트 중 사용되지 않는 진공포트를 밀폐할 수 있도록 구성된 밀폐부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 밀폐부는 테이핑 헤드의 내면에 밀착되며, 테이핑 헤드와 상대적으로 회전가능하도록 구성된 내부드럼으로 구성될 수 있다.
나아가, 내부드럼은 복수의 진공포트에 대응하여 복수의 슬릿이 형성되며, 각도에 따라 회전방향으로의 길이가 점차 길어지거나 점차 짧아지도록 구성될 수 있다.
한편, 복수의 슬릿 중 가장 길이가 긴 슬릿의 길이는 복수의 진공포트간 회전방향으로의 이격거리보다 짧게 구성될 수 있다.
그리고, 제어부는 설정길이에 따라 내부드럼을 테이핑 헤드와 상대적으로 회전하여 밀폐되는 진공포트의 개수를 조절하도록 구성될 수 있다.
나아가, 제어부는 설정길이로 테이프를 절단할 수 있도록 테이프 견인유닛의 견인길이를 조절하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
그리고, 제어부는 설정길이로 테이프를 절단할 수 있도록 커터의 위치를 조절하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치는 마감 테이프의 길이를 조절하여 절단하고, 테이핑 헤드에서 흡착면적을 조절하여 부착할 수 있으므로 다양한 종류 및 크기에 맞는 테이핑이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 개념을 나타낸 블록도이다.
도 2는 제1 실시예의 사시도이다.
도 3은 도2의 테이핑 헤드부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 도2 테이핑 헤드의 분해사시도이다.
도 5는 테이핑 헤드의 동작시 내부 채널을 표시한 도면이다.
도 6은 도 5에서 내부드럼이 소정각도로 회전했을 때의 내부 채널을 표시한 도면이다.
도 7 내지 도 12은 제1 실시예의 사용상태도이다.
도 13은 본 발명에 따른 제2 실시예인 2차전지 제조용 마감 테이프 부착방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치(1)의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 개념을 나타낸 블록도이며, 도 2는 제1 실시예의 사시도이다. 테이프 견인 유닛(30), 커터(20), 테이프 공급 유닛(10), 테이핑 헤드(40), 입력부 및 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 마감 테이프 부착장치(1)는 복수로 쌓이거나 권취된 2차전지 조립체의 마감시 분리막으로 감아 마감되는 외면에 마감 테이프를 부착하여 분리막의 끝단을 외면에 고정할 수 있도록 구성된다.
테이프 견인 유닛(30)는 공급되는 테이프를 테이핑 헤드(40)로 이송할 수 있도록 구성된다. 테이프 견인 유닛(30)는 테이핑 부착부와 구동부를 포함하여 구성될 수 있다. 테이핑 부착부는 테이프의 끝단측을 흡착하거나 부착할 수 있도록 구성된다. 구동부는 테이프 견인 유닛(30)를 직선운동 가능하도록 구성되며 리니어 액추에이터를 포함하여 구성될 수 있다. 테이프 견인 유닛(30)는 테이프의 끝단을 고정하여 설정된 길이로 견인하여 후술할 테이핑 드럼으로 인계한 뒤 원위치되는 동작을 반복적으로 수행한다.
커터(20)는 부착되는 테이프를 기 설정된 길이로 절단할 수 있도록 구성된다. 커터(20)는 테이프와 수직방향으로 이동하여 테이프를 절단할 수 있도록 구성된다. 이때 커터(20)는 테이프에 부착되는 것을 방지할 수 있도록 비접착면측으로부터 컷팅을 수행하도록 구성될 수 있다. 커터(20)는 테이프 견인 유닛(30)와 테이프 공급 유닛(10) 사이에 구비되어 컷팅이 이루어지면 테이프의 절단된 조각은 테이프 견인 유닛(30)에 고정되며, 나머지는 테이프 공급 유닛(10)에 고정될 수 있도록 구성된다. 한편, 커터(20)는 전술한 수직방향으로 구동하기 위한 커터(20) 구동부와 연결될 수 있으며, 또한 길이방향으로 움직임이 가능할 수 있도록 별도의 구동부가 구비될 수 있으나 구동부의 구성은 널리 사용되는 구성이 적용될 수 있으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
테이프 공급 유닛(10)는 테이프를 테이프 원자재를 테이프 롤로부터 공급하도록 구성된다. 테이프 공급 유닛(10)는 테이프의 컷팅을 위해 직선상으로 이송할 수 있도록 구성되며, 컷팅이 이루어지면 절단된 끝단을 임시적으로 고정할 수 있도록 임시고정부(11)가 구성된다. 컷팅시 테이프 견인 유닛(30)가 테이프를 테이핑 헤드(40)로 이송시키고 난 뒤 임시고정부(11)에 고정되어 있는 테이프의 끝단을 고정한 뒤 견인할 수 있도록 임시고정부(11)와 테이프 견인 유닛(30)가 맞대는 부분은 요철형상과 같은 대응되는 형상으로 구성될 수 있다. 또한 테이프 공급 유닛(10)는 테이프 견인 유닛(30)가 테이프를 견인할 때 부착면 측이 다른 구조물에 부착되지 않도록 테이프와 대면되는 면 사이에 소정간격으로 이격시키도록 구성될 수 있다.
테이핑 헤드(40)는 테이프 견인 유닛(30)으로부터 인수받은 테이프를 전극체(3)에 부착할 수 있도록 구성된다. 테이핑 헤드(40)는 원통형으로 구성되며, 테이프의 크기 및 길이에 따른 흡착면적을 조절할 수 있도록 구성된다. 테이핑 헤드(40)는 내부드럼(42)과 외부드럼(41), 서보모터, 우레탄 코팅 및 진공포트(44)를 포함하여 구성될 수 있다. 진공포트는 테이핑 헤드(40)의 둘레에 소정간격으로 이격되어 형성된다. 진공포트(44)는 길이방향으로 복수의 열로 형성되며, 각각의 열에는 소정각도별로 진공포트(44)가 구비될 수 있다. 진공포트(44)는 내부드럼(42)과 외부드럼(41)에 대응되는 개수로 형성될 수 있으나, 그 형상은 내부드럼(42)은 각도에 따라 슬릿(45)으로 구성된 진공포트(44)의 길이가 달라질 수 있도록 구성될 수 있다. 외부드럼(41)은 진공포트(44)를 제외하고 밀폐되어 있으며, 외부의 진공펌프와 유체소통되는 석션포트가 구비되어 드럼 내부의 압력을 낮출 수 있도록 구성된다. 이때 외부드럼(41)과 상대적인 움직임을 발생시켜 각도별로 진공포트(44)의 밀폐여부가 결정될 수 있다. 테이핑 헤드(40)는 외부드럼(41)과 내부드럼(42)을 포함하여 구성될 수 있으며, 서보모터를 이용하여 외부드럼(41)과 내부드럼(42)간 상대적인 각도차이가 발생할 수 있도록 구성될 수 있다. 테이핑 헤드(40)는 테이핑 헤드 암(50)에 연결되어 암의 회전에 따라 달라지는 위치에서 다른 기능이 수행되도록 구성될 수 있다. 즉 테이프를 인수받는 위치에서는 테이프의 크기에 대응하여 흡착하는 면적을 달리하여 테이플 흡착하며, 흡착한 상태로 테이핑 헤드 암(50)이 회전하여 테이프 부착위치까지 이동시키고 테이프를 부착시 풀리는 각도에 따라 진공흡착을 부분별로 해제할 수 있도록 구성된다. 한편, 내부드럼을 길이방향으로 이동시키면 전체 진공포트(44)가 밀폐되게 되며, 이때 복수의 내부드럼을 개별적으로 위치조절하여 밀폐부로서 기능하도록 구성될 수 있다. 이때, 외면에는 테이핑의 흡착이 원활하게 이루어 질 수 있도록 테이프와 접촉면에 우레탄 코딩이 구비될 수 있다. 다만 우레탄 코팅은 일 예일 뿐 진공흡착시 도움을 주는 다양한 탄성재질 및 마찰력이 높은 재질로 변형되어 적용될 수 있다.
입력부(60)는 사용자가 테이프의 설정길이를 선택할 수 있도록 구성된다. 여기서 설정길이는 사용자가 원하는 테이프 조작의 길이를 뜻한다. 입력부(60)는 전극체(3)의 종류 및 크기에 따라 기 설정된 값으로 테이프의 절단 길이를 선택하도록 구성될 수 있으며, 사용자의 입력에 따라 길이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. 여기서 설정길이는 다양하게 선택될 수 있으나, 절단된 테이프가 테이핑 헤드(40)를 1회전 이상 감기는 경우 테이프간 접착이 되어 전극체(3)로 부착이 어려우므로 최대 설정길이는 테이핑 헤드(40)의 외부의 둘레 길이보다 짧게 설정될 수 있다.
제어부(70)는 입력부(60)에서 입력된 길이에 따라 테이프를 절단하고 부착할 수 있도록 테이프 견인 유닛(30), 커터(20) 및 테이핑 헤드(40)를 제어할 수 있도록 구성된다. 제어부(70)는 입력된 설정길이에 따라 테이프 견인 유닛(30)과 커터(20)간의 상대적인 길이를 조절하여 테이프를 절단할 수 있도록 구성된다. 이때 길이에 따라 테이프 견인 유닛(30)만을 이동시키거나, 커터(20)를 동시에 이동시켜 절단을 수행할 수 있다. 제어부(70)는 설정길이가 테이프 견인 유닛(30)의 작동으로 가능한 최대 견인길이보다 긴 경우에는 테이핑 헤드(40)와 연동하여 테이핑 헤드(40)에 소정길이를 흡착시킨 후 컷팅이 수행되도록 제어할 수 있다. 또한 설정길이가 테이프 견인 유닛(30)의 견인길이보다 짧게 설정된 경우에는 테이프 견인 유닛(30)으로 견인 후 컷팅하고 테이핑 헤드(40)에 흡착시키도록 제어할 수 있다.
이하에서는 테이핑 헤드(40)의 구성에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 도 3은 도2의 테이핑 헤드(40)부분을 확대하여 나타낸 사시도이며, 도 4는 도2 테이핑 헤드(40)의 분해사시도이다. 도 5는 테이핑 헤드(40)의 동작시 진공포트(44)를 표시한 도면이며, 도 6은 도 5에서 소정각도로 회전했을 때의 진공포트(44)를 표시한 도면이다. 도 5 및 도 6에는 내부 및 외부 드럼이 도시되어 있으며, 외측에 진공포트(44)의 밀폐여부를 나타내는 심볼이 나타나 있으며, 속이 빈 원이 개방된 진공포트(44)를 의미한다.
도시된 바와 같이, 테이핑 헤드(40)에 형성된 진공포트(44)는 복수로 구성되어 배열되며, 폭방향 및 둘레방향으로 흡착면적이 조절될 수 있도록 구성될 수 있다. 테이핑 헤드(40)는 테이프의 접착면이 외부를 향할 수 있도록 테이프를 흡착하며, 전극체(3)와 테이프가 접촉시에는 테이프 자체적인 접착력으로 전극체(3)에 부착될 수 있도록 서서히 회전시켜 테이핑을 수행한다.
이때 테이핑 헤드(40)에 흡착되는 테이프의 일면은 접착력이 없는 상태로서 테이핑 헤드(40)의 진공정도에 의존하여 흡착여부가 결정된다. 여기서 테이핑 헤드(40)의 진공포트(44)가 하나로 연결되어 있는 경우에는 일부라도 개방된 경우에는 진공이 급격하게 해제되어 테이프를 원활하게 흡착시킬 수 없다. 따라서 테이핑 헤드(40)는 절단된 테이프 조각의 길이에 맞는 면적에 진공이 형성되도록 구성된다.
도 4를 살펴보면 테이핑 헤드(40)는 외부드럼(41), 내부드럼(42) 및 캡(43)을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 외부드럼(41) 내측으로 내부드럼(42)이 배치되며, 내부드럼(42)은 모터를 이용하여 길이방향 및 각도조절이 가능하도록 구성된다. 내부드럼(42)은 복수로 구성되어 부분별로 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
캡(43)은 외부드럼(41)에 고정되어 내측에 진공압이 형성될 수 있도록 구성된다.
도 5를 살펴보면 외부드럼(41)과 내부드럼(42)의 상대적인 각도에 따라 달라지는 흡착면적이 도시되어 있다.
외부드럼(41)은 동일한 간격으로 24개의 진공포트(44)가 형성되어 있으며, 각각 동일한 내경으로 형성되어 있다. 내부드럼(42)에는 외부드럼(41)과 동일한 개수인 24개의 슬릿(45)이 형성되어 있으며, 도면상에서 시계방향으로 갈수록 형성되어 있는 슬릿(45)의 길이가 짧아지도록 구성될 수 있다. 각도에 따라 순차적으로 진공포트(44)를 밀폐하기 위해 내부드럼(42)의 슬릿(45)은 가장 긴 슬릿(45)이 진공포트(44)간 간격보다 짧게 구성된다. 여기서 내부 드럼의 슬릿(45) 중 가장 작은 슬릿(45)이 기준위치가 되며, 내부 드럼을 회전시키는 경우에 가장 작은 슬릿(45)이 위치한 부분부터 진공포트(44)가 밀폐되게 된다. 회전각이 점점 커짐에 따라서 가장 작은 슬릿(45)이 위치한 부분부터 점차적으로 밀폐가 이루어진다. 도면상에서 내부드럼(42)을 시계방향으로 회전시키는 경우 12시 방향에 배치된 진공포트(44)부터 밀폐가 시작되며 시계반대방향으로 밀폐가 순차적으로 이루어지게 된다.
여기서 밀폐를 위한 내부드럼(42)과 외부드럼(41)의 상대적인 각도차이는 360˚/진공포트(44)개수 가 될 수 있다. 따라서 본 실시예에서는 24개의 진공포트(44)가 구성되어 있어 15도를 회전시키면 진공포트(44) 전체가 밀폐된다. 여기서 밀폐가 시작되는 지점을 변경하고자 하는 경우에는 내부드럼(42) 중 가장 작은 슬릿(45)의 위치를 밀폐시작위치로 회전시켜 변경시킬 수 있게 된다.
도 6을 살펴보면 밀폐각/진공포트(44)개수 만금 회전시켜 밀폐범위를 결정할 수 있다. 11시를 밀폐시작위치로 하여 45도로 만큼 밀폐를 시키고자 하는 경우, 도면과 같이 내부드럼(42)의 밀폐시작위치점에서 45˚/24=1.875˚만큼 회전시켜 밀폐범위를 결정할 수 있다. 밀폐범위를 제외하고 나머지 부분이 개방부분이 되어 흡착이 이루어진다. 다만, 이와같은 진공포트(44) 및 슬릿(45)의 개수는 일 예일 뿐 다양한 개수로 구성될 수 있다.
제어부(70)는 설정길이에 따라 밀폐시작위치와 밀폐범위를 결정하고 설정길이만큼의 흡착면적이 형성될 수 있도록 내부드럼(42)을 회전시킨다. 일반적으로 설정길이가 입력된 경우 다수개의 전극체(3)에 테이핑을 수행하므로 내부드럼(42)을 회전시킨 경우에는 테이핑이 반복수행되는 동안 상대위치가 틀어지지 않도록 내부드럼(42)과 외부드럼(41)을 고정시킬 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 동작에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 본 도면에 의한 동작은 설정길이가 테이프 견인 유닛(30)의 작동범위보다 긴 경우에 동작이 나타나 있다. 도 7 내지 도 12는 동작을 설명하기 위하여 각각의 구성요소를 간단한 심볼로 표시되어 있으며, 도면상에 나타난 형상 및 구성으로 본 발명을 한정하는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 7은 테이핑 초기모습이 도시되어 있으며, 테이프 공급 유닛(10)로부터 이송되어온 테이프의 끝단이 임시고정부(11)에 부착이 되어 있는 상태이며, 이로부터 테이프 견인 유닛(30)이 끝단의 일부를 부착하여 견인을 위한 준비를 수행한다.
도 8은 테이프 견인 유닛(30)으로 테이프의 끝단이 부착되어 테이프가 인출되는 단계에 해당한다. 여기서 임시고정부(11)는 테이프의 견인시 원활한 인출을 위해 하강된 지점에 위치한다.
도 9는 테이핑 헤드(40)에 테이프를 인계했을 때의 모습이 도시되어 있다. 테이핑 헤드(40)는 테이프의 끝단을 인계된 뒤 소정각도로 회전하여 테이프를 흡착한다. 이때 회전량에 따라서 테이프가 접촉한 지점에 진공포트(44)를 개방하여 흡착할 수 있으며, 이와 같은 흡착면적조절은 전술한 내부드럼(42)과 외부드럼(41)의 각도를 조절하여 수행될 수 있다.
도 10은 컷팅시의 모습이 도시되어 있으며, 컷팅시 테이핑 헤드(40)의 회전은 잠시 중단되며, 커터(20) 전후의 테이프를 고정하기 위하여 임시고정부(11)가 테이프를 고정할 수 있도록 상승하며, 절단된 테이프의 단부측에는 테이프 견인 유닛(30)이 배치되어 아직 흡착되지 않은 테이프 부분을 일시적으로 흡착하고 고정할 수 있다. 여기서 흡착되지 않은 테이프의 부분은 설정길이에 따라 테이프 견인 유닛(30)에 2차 흡착여부가 결정될 수 있다. 즉 설정길이가 상대적으로 짧은 경우 테이프의 일부가 테이핑 헤드(40)에 흡착되면 나머지 부분은 자체 탄성에 의해 쳐짐이 적게 발생하며 따라서 별도의 흡착이 필요하지 않으나, 상대적으로 긴 경우 자체 무게에 의해 쳐짐이 발생하여 다른 기구물에 부착이 발생할 수 있으므로 테이프 견인 유닛(300)으로 일시적으로 흡착하여 테이프가 테이핑 헤드(40)에 흡착되어감에 따라 서서히 이동하다가 최종적으로 테이프의 인계를 종료할 수 있다.
도 11은 테이핑 헤드(40)를 더 회전시켜 나머지 부분을 흡착하는 모습이 도시되어 있다. 테이프를 테이핑 헤드(40)로 인계한 후 테이프 견인 유닛(30)은 다음 사이클의 재수행을 위해 원위치되어 테이프의 끝단을 흡착한다.
도 12는 테이핑 헤드 암(50)을 회전시 켜 전극체(3)에 밀착시킨후 전극체(3)의 외면에 테이핑을 수행하는 모습이 도시되어 있다. 흡착되어 있던 테이프 전체를 전극체(3)에 부착시킨 경우 회전을 중단하도록 구성될 수 있다. 이때 테이핑 헤드(40)에서 테이프가 박리되는 부분을 확보하기 위해 밀폐되는 진공포트(44)영역을 조절할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 제2 실시예인 2차전지 제조용 마감 테이프 부착방법에 대하여 도 13을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 13은 본 발명에 따른 제2 실시예인 2차전지 제조용 마감 테이프 부착방법의 순서도이다. 본 실시예에서는 설정길이가 견인 유닛의 작동거리보다 짧은 경우에 수행되는 부착방법에 대하여 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 2차전지 제조용 마감 테이프 부착방법은 설정길이 입력 단계(S100), 파라미터 설정 단계(S200), 테이프 견인단계(S300), 컷팅 단계(S400), 테이프 일부 흡착 단계(S500), 테이프 전부 흡착 단계(S600), 전극체에 테이핑 단계(S700)를 포함하여 구성될 수 있다.
설정길이 입력 단계(S100)는 사용자로부터 부착되어야 할 테이프의 길이를 입력받는 단계에 해당한다. 테이프의 길이를 포함하여 테이프의 폭을 입력받을 수 있게 된다. 다만, 전극의 종류 또는 크기를 선택함에 따라 부착되어야 할 테이프의 사이즈 데이터로부터 로딩하여 입력될 수 있다.
파라미터 설정 단계(S200)는 설정길이 입력단계로부터 입력된 설정길이로부터 테이핑 드럼의 직경에 따른 회전각, 테이프 견인 유닛의 견인거리를 산출하는 단계에 해당한다.
테이프 견인 단계(S300)는 테이프의 일부를 흡착하여 견인하는 단계에 해당한다. 이때, 견인 유닛의 작동거리보다 설정길이가 짧기 때문에, 설정길이만큼 테이프를 견인하게 된다.
컷팅 단계는 설정길이(S400)로 테이프를 컷팅하는 단계에 해당한다.
테이프 일부 흡착단계(S500)는 테이프 견인 유닛으로부터 테이프를 테이핑 헤드로 인계하기 위해 테이핑 헤드에서 테이프의 일부를 흡착하는 단계에 해당한다. 이때, 테이핑 헤드는 테이프의 비접착면을 흡착할 수 있도록 구성된다.
테이프 전부 흡착 단계(S600)는 테이핑 헤드를 회전하면서 흡착면적을 조절하여 점차적으로 흡착면적을 증가시켜 테이프 조각 전체를 흡착하는 단계에 해당한다.
전극체에 테이핑 단계(S700)는 전극체 측으로 테이핑 헤드를 이동시켜 전극체와 테이프를 접촉시킨 뒤 테이핑 헤드와 전극체를 함께 회전시켜 전극체에 테이프를 부착시키는 단계에 해당한다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치는 마감 테이프의 길이를 조절하여 절단하고, 테이핑 헤드에서 흡착면적을 조절하여 부착할 수 있으므로 다양한 종류 및 크기에 맞는 테이핑이 가능하다.
1: 마감 테이프 부착장치
2: 테이프
3: 전극체
10: 테이프 공급 유닛
11: 임시고정부
20: 커터
30: 테이프 견인 유닛
40: 테이핑 헤드
41: 외부드럼
42: 내부드럼
43: 캡
44: 진공포트
45: 슬릿
50: 테이핑 헤드 암
60: 입력부
70: 제어부
S100: 설정길이 입력 단계
S200: 파라미터 설정 단계
S300: 테이프 견인 단계
S400: 컷팅 단계
S500: 테이프 일부 흡착 단계
S600: 테이프 전부 흡착 단계
S700: 전극체에 테이핑 단계

Claims (13)

  1. 테이프를 견인할 수 있도록 구성되는 테이프 견인 유닛;
    상기 테이프를 절단할 수 있도록 구성되는 커터;
    서로 다른 크기의 절단된 테이프를 흡착할 수 있도록 흡착면적이 조절가능하게 구성되는 테이핑 헤드; 및
    상기 테이프를 설정길이로 절단할 수 있도록 상기 테이프 견인 유닛과 상기 커터의 상대적인 거리를 조절하며, 상기 설정길이에 따라 상기 테이핑 헤드의 흡착면적을 조절할 수 있도록 제어하는 제어부를 포함하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 테이핑 헤드는,
    상기 테이프 견인 유닛으로부터 상기 절단된 테이프를 인수하며,
    회전함에 따라 외면에 둘러가며 상기 테이프를 흡착할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 절단된 테이프의 인수시 상기 설정길이에 따라 상기 테이핑 헤드의 회전각을 조절할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 절단된 테이프를 전극체에 부착시 상기 설정길이에 따라 상기 테이핑 헤드의 회전량을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 테이핑 헤드는,
    외면에 둘레방향으로 형성되어 있는 복수의 진공포트 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정길이에 따라 상기 복수의 진공포트 어레이의 개방여부를 선택하여 흡착을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 테이프의 폭에 따라 상기 진공포트 중 사용되지 않는 진공포트를 밀폐할 수 있도록 구성된 밀폐부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 밀폐부는 상기 테이핑 헤드의 내면에 밀착되며, 상기 테이핑 헤드와 상대적으로 회전가능하도록 구성된 내부드럼으로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 내부드럼은,
    상기 복수의 진공포트에 대응하여 복수의 슬릿이 형성되며,
    각도에 따라 회전방향으로의 길이가 점차 길어지거나 점차 짧아지도록 구성된 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 슬릿 중 가장 길이가 긴 슬릿의 길이는 상기 복수의 진공포트간 회전방향으로의 이격거리보다 짧게 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정길이에 따라 상기 내부드럼을 상기 테이핑 헤드와 상대적으로 회전하여 밀폐되는 진공포트의 개수를 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정길이로 상기 테이프를 절단할 수 있도록 상기 테이프 견인 유닛의 견인길이를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정길이로 상기 테이프를 절단할 수 있도록 상기 커터의 위치를 조절하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조용 마감 테이프 부착장치.
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