KR20190087157A

KR20190087157A - 이차전지용 노칭장치 및 노칭방법

Info

Publication number: KR20190087157A
Application number: KR1020180005601A
Authority: KR
Inventors: 우상진; 정태환; 박신영; 강태원; 박지수; 박동혁; 안창범; 김재홍
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-24
Also published as: US11581520B2; US20200161629A1; WO2019143033A1; PL3595049T3; KR102299988B1; CN110892558B; EP3595049A4; EP3595049B1; CN110892558A; EP3595049A1

Abstract

본 발명은 전극 노칭장치에 관한 것으로서, 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭유닛; 상기 노칭유닛에 의해 가공된 상기 전극을 건조하는 가열유닛; 및 상기 가열유닛에 의해 건조된 상기 전극을 회수하는 회수유닛을 포함하며, 상기 가열유닛은, 상기 노칭유닛에 의해 공급된 상기 전극이 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체; 및 상기 건조공간을 통과하는 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재를 포함한다.

Description

이차전지용 노칭장치 및 노칭방법{NOTCHING DEVICE AND METHOD FOR SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지용 노칭장치 및 노칭방법에 관한 것으로서, 특히 전극 패턴에 맞게 노칭된 전극을 직접 가열하여 상기 전극의 표면에 남아 있는 수분을 신속하게 건조하는 이차전지용 노칭장치 및 노칭방법에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

이와 같은 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.

그리고 상기 이차전지는 전극을 제조하는 공정과, 제조된 전극과 분리막을 적층하여 전극조립체를 제조하는 공정과, 제조된 전극조립체를 케이스에 수용하여 이차전지를 제조하는 공정을 포함한다.

여기서 상기 전극 제조공정은 전극을 노칭하는 노칭공정을 더 포함하며, 상기 노칭공정은 전극을 전극패턴으로 전단 가공하는 가공과정과, 전단 가공된 전극의 표면에 남아 있는 수분을 건조하는 건조과정을 수행하며, 상기 건조과정은 열풍을 이용하여 상기 전극의 집전체에 코팅된 전극활물질을 건조하여 수분을 증발시킨다.

그러나 상기 건조과정은 열풍을 이용하기 때문에 상기 집전체에 코팅된 전극활물질을 건조하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었으며, 이에 따라 전극의 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다. 특히 상기 노칭공정은 가공과정과 건조과정이 각각 수행되면서 작업효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

국내 등록특허공보 제10-1572720호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전단 가공된 전극을 직접 가열하여 전극의 표면에 남아 있는 수분을 신속하게 건조할 수 있고, 이에 따라 건조시간을 크게 단축시킬 수 있으며, 특히 전극을 노칭하는 과정과 전극을 건조하는 과정을 연결하여 작업효율성을 크게 높일 수 있는 이차전지용 노칭장치 및 노칭방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치는 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭유닛; 상기 노칭유닛에 의해 가공된 상기 전극을 건조하는 가열유닛; 및 상기 가열유닛에 의해 건조된 상기 전극을 회수하는 회수유닛을 포함하며, 상기 가열유닛은, 상기 노칭유닛에 의해 공급된 상기 전극이 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체; 및 상기 건조공간을 통과하는 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재를 포함할 수 있다.

상기 가열부재는, 상기 건조공간에 구비되는 장착부와, 상기 장착부에 설치되고 상기 전극의 표면에 근접하게 위치하며 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 복수개의 가열램프를 포함할 수 있다.

상기 장착부는, 상기 건조공간에 구비되는 고정판과, 상기 고정판에 슬라이드 가능하게 결합되고 상기 복수개의 가열램프가 설치되는 가이드판을 포함할 수 있다.

상기 가열본체는 좌측면에 구비되고 상기 노칭유닛으로부터 공급된 상기 전극이 유입되는 입구와, 우측면에 구비되고 상기 건조공간에 유입된 전극이 배출되는 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이의 일면에 결합되는 덮개를 포함하고, 상기 가이드판은 상기 덮개를 향하는 방향으로 슬라이드되도록 상기 고정판에 결합될 수 있다.

상기 가열유닛은, 상기 건조공간에 유입된 전극을 이송하는 이송롤러를 더 포함하고, 상기 이송롤러는 상기 건조공간의 입구 측에 구비되는 제1 이송롤러, 상기 건조공간의 좌측면 상부에 구비되는 제2 이송롤러, 상기 건조공간의 우측면 상부에 구비되는 제3 이송롤러, 및 상기 건조공간의 출구 측에 구비되는 제4 이송롤러를 포함하며, 상기 가열부재는 상기 제1 이송롤러와 상기 제2 이송롤러 사이, 상기 제2 이송롤러와 상기 제3 이송롤러 사이, 및 상기 제3 이송롤러와 상기 제4 이송롤러 사이에 각각 구비되고, 상기 건조공간에 유입된 상기 전극은 상기 제1 내지 제4 이송롤러를 따라 이송되면서 상기 가열부재에 의해 건조될 수 있다.

상기 가열부재는 상기 전극의 양쪽 표면에 대응되게 각각 구비되고 상기 전극의 양쪽 표면을 동시에 건조할 수 있다.

상기 건조공간의 벽면을 향하는 상기 전극의 일면을 건조하는 가열부재는 상기 건조공간의 벽면에 설치되고, 상기 전극의 타면을 건조하는 가열부재는 상기 건조공간에 구비된 보조프레임에 설치될 수 있다.

상기 가열램프는 상기 전극 표면으로부터 2~10mm 이격될 수 있다.

상기 가열유닛은, 상기 건조공간의 수분이 포함된 공기를 외부로 배출하는 배기부재를 더 포함할 수 있다.

상기 배기부재는 상기 가열본체의 외측면에 구비될 수 있다.

상기 배기부재는 상기 가열본체의 외측면에 구비되고 상기 건조공간의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트와, 흡입력을 발생시켜서 상기 건조공간의 공기를 상기 배기덕트를 통해 외부로 강제 배출시키는 배기펌프를 포함할 수 있다.

상기 가열램프는 원적외선램프이거나 또는 제논 라이트(zenon light)일 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 이용한 노칭방법은 노칭유닛으로 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭단계(S10); 상기 노칭단계에 의해 가공된 상기 전극의 표면을 가열유닛으로 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 건조단계(S20); 및 상기 건조단계에 의해 건조된 상기 전극을 회수유닛으로 회수하는 회수단계(S30)를 포함하며, 상기 가열유닛은 상기 노칭단계(S10)에 의해 공급된 상기 전극이 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체, 및 상기 건조공간을 통과하는 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재를 포함할 수 있다.

1. 본 발명의 이차전지용 노칭장치는 노칭유닛, 가열유닛 및 회수유닛을 포함하되, 상기 가열유닛은 가열본체와 가열부재를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 노칭된 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 신속하게 건조할 수 있으며, 그 결과 작업시간을 크게 단축할 수 있고, 생산성은 크게 높일 수 있다. 특히 전극을 노칭하는 과정과 전극을 건조하는 과정을 연결하여 작업효율성을 크게 높일 수 있다.

2. 본 발명의 가열부재는 장착부 및 복수개의 가열램프를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 복수개의 가열램프에서 발산되는 열원으로 전극의 표면을 직접 가열하여 전극에 남아 있는 수분을 보다 신속하게 건조할 수 있다.

3. 본 발명의 장착부는 고정판과 상기 고정판에 슬라이드 가능하게 결합되고 복수개의 가열램프가 설치된 가이드판을 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 가이드판을 가열본체 밖으로 인출하여 복수개의 가열램프를 용이하게 교체할 수 있고, 그 결과 작업의 효율성을 높일 수 있다.

4. 본 발명의 가열본체는 전극이 유입되는 입구, 전극이 배출되는 출구, 및

덮개를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체의 내부에 장착되는 가열유닛을 상기 가열본체 밖으로 인출시켜서 용이하게 정비할 수 있다. 특히 가이드판은 상기 덮개를 향하는 방향으로 슬라이드되면서 가이드판에 설치된 복수개의 가열램프를 보다 용이하게 교체할 수 있다.

5. 본 발명은 가열본체에 유입된 전극을 이송하는 이송롤러를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체의 입구에서 출구까지 전극을 안정적으로 가이드할 수 있고, 그 결과 가열부재가 상기 전극의 표면을 안정적으로 직접 가열할 수 있다.

6. 본 발명의 이송롤러는 가열본체의 각 꼭지점에 설치되는 제1 내지 제4 이송롤러를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체의 내부에 유입된 전극을 최대한 순환시켜서 체류시간을 높일 수 있고, 그 결과 전극의 건조률을 크게 높일 수 있다.

7. 본 발명의 가열유닛은 제1 및 제2 이송롤러 사이, 제2 및 제3 이송롤러 사이, 제3 및 제4 이송롤러 사이에 각각 설치되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 제1 및 제4 이송롤러를 따라 이송되는 전극을 효과적으로 건조할 수 있고, 그 결과 전극의 건조률을 크게 높일 수 있다.

8. 본 발명의 가열유닛은 전극의 양쪽 표면에 각각 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극의 양면을 동시에 건조하여 작업의 효율성과 시간을 단축할 수 있다.

9. 본 발명의 가열본체는 가열부재를 설치하기 위해 보조 프레임을 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체의 벽면에 설치할 수 없는 가열부재를 안정적으로 설치할 수 있다.

10. 본 발명의 가열유닛은 상기 가열본체 내의 공기를 외부로 배출하는 배기부재를 포함하는 것에 특징을 가진다 이와 같은 특징으로 인해 가열본체 내의 수분이 포함된 공기에 외부로 배출시켜서 전극의 건조률을 크게 높일 수 있다.

11. 본 발명의 배기부재는 가열본체의 외측면에 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체와 상기 배기부재의 경계선에 물방울이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

12. 본 발명의 배기부재는 배기덕트와 배기펌프를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 가열본체 내의 공기를 보다 신속하게 외부로 배출할 수 있다.

13. 본 발명의 가열램프는 원적외선램프이거나 또는 제논 라이트인 것에 특징을 가지며, 상기 원적외선램프는 파장이 25㎛ 이상인 적외선으로 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하여 건조효율성이 좋다. 그리고 제논 라이트는 필라멘트 보다 밝고, 필라멘트가 아닌 벌브라는 곳에서 빛이 발산되어 전극의 표면을 보다 넓고 신속하게 건조할 수 있으며, 특히 필라멘트 보다 수명이 길어 유지보수비용을 크게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치에 포함된 가열유닛을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치에 포함된 가열유닛의 일부 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치에 포함된 가열유닛의 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치에 포함된 가열유닛의 부분 확대도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법을 나타낸 순서도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[전극]

본 발명의 전극(10)은 집전체와, 상기 집전체의 한쪽 또는 양쪽 표면에 코팅되는 전극활물질을 포함한다. 즉, 상기 전극(10)은 상기 집전체의 한쪽 또는 양쪽 표면에 전극활물질을 코팅하여 제조할 수 있다.

이와 같이 제조된 전극은 상기 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭공정을 수행하며, 이때 이차전지용 노칭장치를 사용한다.

특히 상기 이차전지용 노칭장치는 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공한 후, 연속하여 전단 가공된 전극을 건조하여 작업 효율성을 크게 높일 수 있다.

[이차전지용 노칭장치 ]

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극(10)을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭유닛(100), 상기 노칭유닛(100)에 의해 가공된 상기 전극(10)을 건조하는 가열유닛(200), 및 상기 가열유닛(200)에 의해 건조된 상기 전극(10)을 회수하는 회수유닛(300)을 포함한다.

노칭유닛

상기 노칭유닛(100)은 도 1을 참조하면, 미가공 상태의 전극필름이 롤형태로 감겨져 있는 언와인더부(110)와, 상기 언와인더부(110)에서 풀려져 나온 전극필름을 파지하여 일정 거리씩 수평 이송하는 작용을 연속 반복적으로 수행하는 필름피더부(120)와, 상기 언와인더부(110)와 필름피더부(120) 사이에 배치되어, 상기 필름피더부(120)에 의해 이송되는 전극필름을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하여 전극을 형성하는 노칭가공부(130) 및 상기 필름피더부(120)의 다른 일측에 배치되어, 전단 가공된 전극의 전극부를 촬영하여 검사하는 비전검사부(140)를 포함한다.

가열유닛

상기 가열유닛(200)은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 노칭유닛(100)을 통과한 전극(10)에 남아 있는 수분을 신속하게 건조하기 위한 것으로, 상기 노칭유닛(100)으로부터 공급된 상기 전극(10)이 통과하는 가열본체(210)와, 상기 가열본체(210)을 통과하는 상기 전극(10)의 표면을 직접 가열하여 상기 전극(10)에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재(220)를 포함한다.

상기 가열본체(210)는 사각 박스 형태를 가지며, 상기 노칭유닛(100)으로부터 공급된 전극(10)이 통과하는 건조공간(211)과, 좌측면(도 1에서 보았을 때 가열본체의 좌측면)에 구비되고 상기 노칭유닛(100)으로부터 공급된 전극(10)이 유입되는 입구(212)와, 우측면(도 1에서 보았을 때 가열본체의 우측면)에 구비되고 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)이 배출되는 출구(213), 및 상기 입구(212)와 상기 출구(213) 사이의 일면(도 1에서 보았을 때 가열본체의 정면)에 결합되는 덮개(214)를 포함한다. 여기서 덮개(214)는 가열본체(21)로부터 분리되면서 상기 건조공간(211)을 외부와 통하게 개방한다.

이와 같은 구조를 가진 가열본체(210)는 입구(212)를 통해 건조공간(211)에 전극(10)을 유입하게 되고, 출구(213)를 통해 건조공간(211)에 유입된 전극(10)이 배출되며, 덮개(214)의 탈부착을 통해 건조공간(211)이 개폐된다.

한편, 덮개(214)는 투명 또는 반투명하고 열에 강한 소재로 형성될 수 있으며, 이에 따라 외부에서 상기 건조공간(211)을 용이하게 확인할 수 있다.

상기 가열부재(220)는 가열본체의 건조공간에 유입된 전극을 직접 가열하여 건조하기 위한 것으로, 상기 건조공간(211)에 구비되는 장착부(221)와, 상기 장착부(221)에 설치되고 상기 전극(10)의 표면에 근접하게 위치하며 상기 전극(10)의 표면을 직접 가열하여 상기 전극(10)에 남아 있는 수분을 건조하는 복수개의 가열램프(222)를 포함한다.

상기 장착부(221)는 상기 건조공간(211)에 구비되는 복수의 가열램프(222)를 보다 용이하게 교체할 수 있는 구조를 가진다. 예를 들면, 상기 장착부(221)는 상기 건조공간(211)에 구비되는 고정판(221a)과, 상기 고정판(221a)에 슬라이드 가능하게 결합되고 상기 복수개의 가열램프(222)가 설치되는 가이드판(221b)을 포함한다. 즉, 도 4를 참조하면 상기 고정판(221a)에 가이드홈(221a-1)이 형성되고, 상기 가이드판(221b)에 상기 가이드홈(221a-1)에 슬라이드 가능하게 결합되는 가이드돌기(221b-1)가 형성된다.

이에 따라 상기 장착부(221)는 상기 가이드홈(221a-1)과 상기 가이드돌기(221b-1)에 의해 상기 가이드판(221b)을 상기 건조공간(211) 밖으로 용이하게 인출시킬 수 있으며, 그 결과 가이드판(221b)에 설치된 복수개의 가열램프(222)를 건조공간(211) 밖에서 용이하게 교체할 수 있어 유지보수의 용이성을 얻을 수 있다.

여기서 상기 가이드판(221b)은 상기 덮개(214)를 향하는 방향으로 슬라이드되도록 상기 고정판(221a)에 결합되며, 이에 따라 가이드판(221b)의 적은 이동만으로도 상기 가이드판(221b)에 설치된 복수개의 가열램프(222)를 건조공간(211) 밖으로 인출시킬 수 있다.

한편, 상기 장착부(221)는 상기 가이드판(221b)에 설치된 복수개의 가열램프(222)와 전극(10) 표면이 불일치할 경우 상기 가이드판(221b)을 상기 고정판(221a)의 가이드홈(221a-1)을 따라 슬라이드시켜서 복수개의 가열램프(222)와 전극(10) 표면을 일치시킬 수도 있다.

한편, 상기 가이드판(221b)은 상기 고정판(221a)에 착탈 가능하게 결합될 수도 있다. 즉, 복수개의 가열램프(222) 교체시 상기 가이드판(221b)을 상기 고정판(221a)으로부터 탈거한 후, 건조공간(211) 밖에서 가열램프(222)의 교체 작업을 진행하고, 가열램프(222)의 교체가 완료되면 상기 가이드판(221b)을 고정판(221a)에 다시 결합한다.

한편, 상기 장착부(221)인 고정판(221a)과 가이드판(221b)은 복수개의 가열램프(222)에서 발생하는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 방열판일 수 있으며, 이에 따라 상기 가열램프(222)의 온도 상승을 크게 억제할 수 있다.

상기 가열램프(222)는 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 가이드판(221b)에 설치되고 외부로부터 전류를 공급받는 전원부(222a)와, 상기 전원부(222a)로부터 공급된 전류에 의해 빛을 발산하는 광원부(222b)를 포함한다.

여기서 상기 광원부(222b)는 상기 전극(10)의 표면에 근접하게 위치하되, 도 4에 표시된 'α' 길이만큼 이격되게 위치한다. 즉, 상기 광원부(222b)는 상기 전극(10) 표면으로부터 2~10mm 이격되게 위치할 수 있다. 즉, 상기 광원부(222b)가 전극(10) 표면으로부터 2mm 이하로 이격되게 위치할 경우 광원부(222b)와 전극(10)의 마찰로 인해 전극(10)이 훼손되는 문제점이 있으며, 상기 광원부가 전극(10) 표면으로부터 10mm 이상으로 이격되게 위치할 경우 상기 광원부(222b)로부터 발산되는 광원이 상기 전극(10) 표면에 확산된 상태로 조사되면서 전극의 건조률이 떨어질 수 있다.

이에 따라 상기 가열램프(222)는 상기 전극(10) 표면으로부터 2~10mm 이격되게 위치하여 전극(10)을 훼손하지 않고 남아 있는 수분을 보다 안정적으로 건조할 수 있다.

한편, 상기 가열램프(222)는 원적외선램프이거나 또는 제논 라이트일 수 있다. 즉, 상기 원적외선램프는 파장이 25㎛ 이상인 적외선으로 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하여 건조효율성이 좋다. 그리고 상기 제논 라이트는 필라멘트 보다 밝고, 필라멘트가 아닌 벌브라는 곳에서 빛이 발산되어 전극의 표면을 보다 넓고 신속하게 건조할 수 있으며, 특히 필라멘트 보다 수명이 길어 유지보수비용을 크게 절감할 수 있다.

한편, 복수개의 가열램프(222)는 상기 가이드판(221b)에 규칙 또는 불규칙하게 설치될 수 있다. 특히 상기 가이드판(221b)에 규칙 또는 불규칙하게 설치된 복수개의 가열램프(222) 사이 간격은 전극(10)에 조사되는 광원 중 일부가 중첩될 수 있는 간격을 가지며, 이에 따라 전극(10)의 표면 전체를 직접 가열하여 건조할 수 있다.

한편, 상기 가열유닛(200)은 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)을 이송하고 텐션력을 일정하게 유지시키는 이송롤러(230)를 더 포함하며, 특히 상기 이송롤러(230)는 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)이 최대한 길게 순환시키는 구조를 가지고, 상기 가열부재(220)는 이송롤러(230)를 따라 이송되는 전극(10)을 직접 가열하여 전극(10)에 남아 있는 수분을 보다 효과적으로 건조할 수 있다.

예를 들면, 상기 이송롤러(230)는 상기 건조공간(211)의 입구(212) 측에 구비되는 제1 이송롤러(231), 상기 건조공간(211)의 좌측면 상부에 구비되는 제2 이송롤러(232), 상기 건조공간(211)의 우측면 상부에 구비되는 제3 이송롤러(233), 및 상기 건조공간(211)의 출구(213) 측에 구비되는 제4 이송롤러(234)를 포함한다.

이때 상기 입구(212)는 건조공간(211)의 좌측면 하단에 구비되고, 상기 출구(213)는 건조공간(211)의 우측면 하단에 구비된다.

이에 따라 상기 이송롤러(230)는 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)을 건조공간의 좌측면, 상측면 및 우측면을 따라 이송시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)의 길이 및 체류시간을 높일 수 있고, 그 결과 가열부재(220)를 통한 건조시간도 자연히 높일 수 있다.

한편, 가열부재(220)는 상기 제1 이송롤러(231)와 제2 이송롤러(232) 사이, 상기 제2 이송롤러(232)와 상기 제3 이송롤러(233) 사이, 및 상기 제3 이송롤러(233)와 상기 제4 이송롤러(234) 사이에 각각 구비되며, 이에 따라 상기 제1 내지 제4 이송롤러(231)(232)(233)(234)를 따라 이송되는 전극(10)을 상기 가열부재(220)를 통해 오랜시간 직접 가열할 수 있고, 그 결과 전극(10)에 남아 있는 수분은 완벽하게 건조할 수 있다.

한편, 상기 가열부재(220)는 전극의 건조률을 크게 높이기 위해 상기 전극(10)의 양쪽 표면을 동시에 건조할 수 있다. 즉, 상기 가열부재(220)는 상기 전극의 양쪽 표면에 대응되게 각각 구비되고 상기 전극의 양쪽 표면을 동시에 건조한다.

이때 상기 건조공간(211)의 벽면을 향하는 상기 전극(10)의 일면(도 3에서 보았을 때 전극의 외측면)을 건조하는 가열부재(220)는 상기 건조공간(211)의 벽면에 설치되고, 상기 전극(10)의 타면(도 3에서 보았을 때 전극의 안쪽면)을 건조하는 가열부재(220)는 상기 건조공간(211)에 구비된 보조 프레임(215)에 설치되며, 이에 따라 건조공간(211)에 구비되는 가열부재(220)를 모두 안정적으로 설치할 수 있다.

한편, 상기 가열유닛(200)은 상기 건조공간(211)의 수분이 포함된 공기를 외부로 배출하는 배기부재(240)를 더 포함할 수 있으며, 상기 배기부재(240)를 통해 전극의 표면으로부터 증발된 습기를 신속하게 배출시켜서 건조률을 높일 수 있다.

특히, 배기부재(240)는 상기 가열본체(210)의 외측면, 보다 바람직하게는 도 2에서 보았을 때 가열본체(210)의 배면 상부에 구비된다. 즉, 배기부재(240)가 가열본체(210)의 상면에 구비될 경우 건조공간(211)의 더운 공기와 배기부재(240) 밖의 차가운 공기가 접촉되면서 상기 가열본체(210)와 배기부재(240)의 경계선에 물방울이 생성되는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 상기 배기부재(240)를 가열본체(210)의 배면 상부에 설치하여 건조공간(211)의 더운 공기를 상기 건조공간(211)의 하부로 우회시켜서 온도를 낮춘 후 배출하여 상기 가열본체(210)와 배기부재(240)의 경계선에 물방울이 생성되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 배기부재(240)는 상기 가열본체(210)의 외측면에 구비되고 상기 건조공간(211)의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트(241)와, 흡입력을 발생시켜서 상기 건조공간(211)의 공기를 상기 배기덕트(241)를 통해 외부로 강제 배출시키는 배기펌프(242)를 포함하며, 이에 따라 건조공간(211) 내의 수분이 포함된 공기를 보다 신속하게 외부로 강제 배출할 수 있고, 그 결과 전극의 건조률을 높일 수 있다.

회수유닛

상기 회수유닛(300)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 가열유닛(200)에 의해 건조된 전극(10)을 회수하기 위한 것으로, 바닥판과 상기 바닥판의 양쪽 측부에 대응되게 각각 구비되는 지지판을 포함하는 회수본체(310), 상기 회수본체(310)의 지지판 사이에 회전 가능하게 구비되고 상기 가열유닛(200)으로부터 배출된 전극(10)을 권취하여 회수하는 회수롤러(320), 상기 회수롤러(320)가 전극(10)을 권취하도록 회전시키는 회수모터(330), 상기 회수롤러(320)로부터 회수되는 전극(10)을 가이드하고 텐션력을 조절하는 회수 가이드롤러(340)를 포함한다.

이와 같은 회수유닛(300)은 가열유닛(200)로부터 배출된 전극(10)을 텐션력을 유지한 상태로 안정적으로 회수할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 건조시스템은 전극의 표면을 직접 가열함으로써 전극에 남아 있는 수분을 보다 신속하게 건조할 수 있고, 그 결과 건조시간 단축 및 생산성을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 노칭장치를 이용한 노칭방법을 설명한다.

[이차전지용 노칭방법 ]

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 노칭유닛으로 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭단계(S10); 상기 노칭단계에 의해 가공된 상기 전극의 표면을 가열유닛으로 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 건조단계(S20); 및 상기 건조단계에 의해 건조된 상기 전극을 회수유닛으로 회수하는 회수단계(S30)를 포함한다.

상기 노칭단계(S10)는 언와인더부를 통해 롤 형태로 감겨져 있는 미가공 상태의 전극필름을 공급하고, 필름 피더부를 통해 상기 언와인더부로부터 공급된 미가공 상태의 전극필름을 일정 거리씩 수평 이송시키며, 노칭가공부는 상기 필름 파우부에 의해 수평 이송되는 미가공 상태의 전극필름을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하여 전극을 형성하고, 전단 가공된 전극의 불량여부를 비전검사부를 통해 검사한다.

상기 건조단계(S20)는 노칭단계(S10)를 통과한 전극이 가열유닛(200)의 가열본체(210)에 형성된 입구(212)를 통해 건조공간(211)에 유입되고, 상기 건조공간(211)에 유입된 전극(10)은 이송롤러(230)인 제1 내지 제4 이송롤러(231)(232)(233)(234)를 따라 이송되며, 상기 제1 내지 제4 이송롤러(231)(232)(233)(234)를 따라 이송되는 전극(10)은 상기 제1 이송롤러(231)와 제2 이송롤러(232) 사이, 상기 제2 이송롤러(232)와 상기 제3 이송롤러(233) 사이, 및 상기 제3 이송롤러(233)와 상기 제4 이송롤러(234) 사이에 각각 구비된 가열부재(220)에 의해 연속하여 건조되고, 건조된 전극은 가열본체(210)의 출구(213)를 통해 배출된다.

이때 가열부재(220)는 복수개의 가열램프(222)를 통해 상기 전극(10)의 양쪽 표면을 직접 가열하여 상기 전극(10)에 남아 있는 수분을 신속하게 건조하며, 배기부재(240)는 상기 건조공간(211)의 공기를 외부로 배출하여 상기 전극(10)의 건조률을 높인다.

여기서 상기 복수개의 가열램프(222) 중 수명이 다하거나 교체가 필요한 가열램프가 있을 경우 가열부재(220)에 포함된 장착부(221)의 고정판(221a)과 가이드판(221b)을 통해 복수개의 가열램프(222)를 건조공간(211) 밖으로 인출시킬 수 있으며, 이에 따라 가열램프를 용이하게 교체할 수 있다.

상기 회수단계(S30)는 가열본체(210)의 출구(213)를 통해 배출된 전극(10)을 회수유닛(300)으로 권취하여 회수한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.

100: 노칭유닛
110: 공급본체
120: 공급롤러
130: 공급모터
140: 공급 가이드롤러
200: 가열유닛
210: 가열본체
211: 건조공간
212: 입구
213: 출구
214: 덮개
215: 보조프레임
220: 가열부재
221: 장착부
221a: 고정편
221b: 가이드편
222: 가열램프
230: 이송롤러
240: 배기부재
241: 배기덕트
242: 배기펌프
300: 회수유닛

Claims

전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭유닛;
상기 노칭유닛에 의해 가공된 상기 전극을 건조하는 가열유닛; 및
상기 가열유닛에 의해 건조된 상기 전극을 회수하는 회수유닛을 포함하며,
상기 가열유닛은,
상기 노칭유닛에 의해 전단 가공된 상기 전극이 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체; 및
상기 건조공간을 통과하는 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재를 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가열부재는, 상기 건조공간에 구비되는 장착부와, 상기 장착부에 설치되고 상기 전극의 표면에 근접하게 위치하며 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 복수개의 가열램프를 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 2에 있어서,
상기 장착부는, 상기 건조공간에 구비되는 고정판과, 상기 고정판에 슬라이드 가능하게 결합되고 상기 복수개의 가열램프가 설치되는 가이드판을 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 3에 있어서,
상기 가열본체는 좌측면에 구비되고 상기 노칭유닛으로부터 공급된 상기 전극이 유입되는 입구와, 우측면에 구비되고 상기 건조공간에 유입된 전극이 배출되는 출구, 및 상기 입구와 상기 출구 사이의 일면에 결합되는 덮개를 포함하고,
상기 가이드판은 상기 덮개를 향하는 방향으로 슬라이드되도록 상기 고정판에 결합되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 4에 있어서,
상기 가열유닛은, 상기 건조공간에 유입된 전극을 이송하는 이송롤러를 더 포함하고,
상기 이송롤러는 상기 건조공간의 입구 측에 구비되는 제1 이송롤러, 상기 건조공간의 좌측면 상부에 구비되는 제2 이송롤러, 상기 건조공간의 우측면 상부에 구비되는 제3 이송롤러, 및 상기 건조공간의 출구 측에 구비되는 제4 이송롤러를 포함하며,
상기 가열부재는 상기 제1 이송롤러와 상기 제2 이송롤러 사이, 상기 제2 이송롤러와 상기 제3 이송롤러 사이, 및 상기 제3 이송롤러와 상기 제4 이송롤러 사이에 각각 구비되고,
상기 건조공간에 유입된 상기 전극은 상기 제1 내지 제4 이송롤러를 따라 이송되면서 상기 가열부재에 의해 건조되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 5에 있어서,
상기 가열부재는 상기 전극의 양쪽 표면에 대응되게 각각 구비되고 상기 전극의 양쪽 표면을 동시에 건조하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 6에 있어서,
상기 건조공간의 벽면을 향하는 상기 전극의 일면을 건조하는 가열부재는 상기 건조공간의 벽면에 설치되고,
상기 전극의 타면을 건조하는 가열부재는 상기 건조공간에 구비된 보조프레임에 설치되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가열램프는 상기 전극 표면으로부터 2~10mm 이격되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가열유닛은, 상기 건조공간의 수분이 포함된 공기를 외부로 배출하는 배기부재를 더 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 9에 있어서,
상기 배기부재는 상기 가열본체의 외측면에 구비되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 10에 있어서,
상기 배기부재는 상기 가열본체의 외측면에 구비되고 상기 건조공간의 공기를 외부로 배출하는 배기덕트와, 흡입력을 발생시켜서 상기 건조공간의 공기를 상기 배기덕트를 통해 외부로 강제 배출시키는 배기펌프를 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가열램프는 원적외선램프인 이차전지용 노칭장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가열램프는 제논 라이트(zenon light)인 이차전지용 노칭장치.
노칭유닛으로 전극을 지정된 전극 패턴으로 전단 가공하는 노칭단계(S10);
상기 노칭단계에 의해 가공된 상기 전극의 표면을 가열유닛으로 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 건조단계(S20); 및
상기 건조단계에 의해 건조된 상기 전극을 회수유닛으로 회수하는 회수단계(S30)를 포함하며,
상기 가열유닛은 상기 노칭단계(S10)에 의해 공급된 상기 전극이 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체, 및 상기 건조공간을 통과하는 상기 전극의 표면을 직접 가열하여 상기 전극에 남아 있는 수분을 건조하는 가열부재를 포함하는 이차전지용 노칭방법.