KR20190096115A

KR20190096115A - 이차전지용 노칭장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190096115A
Application number: KR1020180015675A
Authority: KR
Inventors: 정태진; 구자훈; 표정관; 이병규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2019-08-19
Also published as: KR102354280B1

Abstract

본 발명은 이차전지용 노칭장치로서, 전극활물질이 코팅된 코팅부와 전극활물질이 없는 무지부로 이루어진 전극이 배치되는 다이, 상기 다이가 고정되는 다이홀더를 구비한 하부 기구부; 상기 하부 기구부에 배치된 상기 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하여 고정하는 스트리퍼(stripper); 및 상기 스트리퍼에 의해 고정된 상기 전극의 무지부를 커팅하는 펀치, 상기 펀치를 고정하고 상기 펀치를 상기 하부 기구부를 향하는 방향으로 이동시키는 펀치홀더를 구비한 상부 기구부를 포함하며, 상기 스트리퍼는, 상기 하부 기구부에 배치된 상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 하강하면서 상기 코팅부를 가압하여 고정하는 제1 스트리퍼; 및 상기 하부 기구부에 배치된 상기 무지부의 상부에 구비되고, 상기 무지부를 향해 하강하면서 상기 무지부를 가압하여 고정하는 제2 스트리퍼를 포함한다.

Description

이차전지용 노칭장치 및 방법{Notching Apparatus and method for Secondary Battery}

본 발명은 이차전지용 노칭장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전극의 무지부 커팅시 품질을 향상시킨 이차전지용 노칭장치 및 방법에 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.

이러한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. 그리고 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.

한편, 전극은 전극활물질이 코팅된 코팅부와, 전극활물질이 없는 무지부를 포함하며, 이와 같은 구성을 가진 전극은 노칭장치를 통해 상기 무지부를 커팅하여 전극탭을 형성한다.

즉, 상기한 노칭장치는 전극이 배치되는 다이가 장착된 하부판, 상기 다이에 배치된 전극을 고정하는 스크리퍼, 상기 다이에 배치된 전극의 무지부를 커팅하는 펀치가 장착된 상부판을 포함한다.

그러나 상기한 노칭장치는 상기 스크리퍼에 의해 상기 코팅부는 가압되면서 고정되지만, 상기 코팅부의 두께로 인하여 상기 무지부는 가압되지 않아 고정되지 못하는 문제점이 있었으며, 특히 상기한 노칭장치는 고정되지 않은 무지부를 커팅할 경우 상기 무지부의 유동 현상에 의해 커팅면이 불규칙하게 커팅되는 문제점이 있었다.

특허공개번호 제10-2015-0141411호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하는 스트리퍼를 포함하며, 이에 따라 상기 코팅부와 상기 무지부를 각각 고정할 수 있고, 그 결과 상기 무지부의 커팅시 상기 무지부의 커팅면이 불규칙적으로 커팅되는 것을 방지할 수 있고, 특히 주름 없이 정확하게 커팅할 수 있는 이차전지용 노칭장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치는 전극활물질이 코팅된 코팅부와 전극활물질이 없는 무지부로 이루어진 전극이 배치되는 다이, 상기 다이가 고정되는 다이홀더를 구비한 하부 기구부; 상기 하부 기구부에 배치된 상기 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하여 고정하는 스트리퍼(stripper); 및 상기 스트리퍼에 의해 고정된 상기 전극의 무지부를 커팅하는 펀치, 상기 펀치를 고정하고 상기 펀치를 상기 하부 기구부를 향하는 방향으로 이동시키는 펀치홀더를 구비한 상부 기구부를 포함하며, 상기 스트리퍼는,

상기 하부 기구부에 배치된 상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 하강하면서 상기 코팅부를 가압하여 고정하는 제1 스트리퍼; 및 상기 하부 기구부에 배치된 상기 무지부의 상부에 구비되고, 상기 무지부를 향해 하강하면서 상기 무지부를 가압하여 고정하는 제2 스트리퍼를 포함할 수 있다.

상기 제1 스트리퍼는 상기 코팅부와 대응하는 상기 펀치홀더에 설치되고, 상기 펀치홀더에 의해 하강하면서 상기 코팅부를 가압할 수 있다.

상기 제2 스트리퍼는 한 쌍으로 마련되고, 상기 무지부와 대응하는 상기 펀치홀더에 설치되며, 상기 펀치홀더에 의해 하강하면서 상기 무지부를 가압할 수 있다.

상기 무지부는 상기 코팅부에 연결되는 연결면과, 상기 연결면으로부터 연장되는 무지면을 포함하며, 상기 제2 스트리퍼는 상기 무지면을 가압하여 상기 다이에 고정할 수 있다.

상기 펀치는 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 구비되고, 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 위치한 상기 무지부의 연결면과 무지면을 연속하여 커팅할 수 있다.

상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치가 상기 연결면을 커팅할 때 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되지 않게 가압할 수 있다.

상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치가 상기 무지면을 커팅할 때 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되게 가압할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법은 (a) 전극활물질이 코팅된 코팅부와 전극활물질이 없는 무지부로 이루어진 전극을 하부 기구부의 다이에 배치하는 단계; (b) 상기 하부 기구부의 다이에 배치된 상기 전극의 코팅부를 스트리퍼의 제1 스트리퍼로 가압하여 고정하는 단계; (c) 상기 하부 기구부의 다이에 배치된 상기 전극의 무지부를 스트리퍼의 제2 스트리퍼로 가압하되, 상기 제2 스트리퍼는 한 쌍으로 마련되고, 상기 코팅부에 연결된 연결면과 상기 연결면으로부터 연장된 무지면을 포함한 무지부 중 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되지 않게 1차로 가압하는 단계; (d) 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 위치한 상기 무지부의 연결면을 상부 기구부의 펀치로 커팅하는 단계; (e) 상기 연결면의 커팅이 완료되면, 상기 제2 스트리퍼를 통해 상기 무지부의 무지면이 하부 기구부에 고정되게 2차로 가압하는 단계; 및 (f) 상기 무지면의 고정이 완료되면, 상기 상부 기구부의 펀치를 통해 상기 무지면을 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치의 상기 제1 스트리퍼는 상기 펀치홀더에 상기 하부 기구부를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치될 수 있고, 상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치홀더에 상기 하부 기구부를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치될 수 있다.

1. 본 발명은 전극의 코팅부를 고정하는 제1 스트리퍼와 전극의 무지부를 고정하는 제2 스트리퍼를 구비한 스트리퍼를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하여 고정할 수 있고, 이에 따라 상기 무지부의 커팅시 상기 무지부의 커팅면이 불규칙적으로 커팅되는 것을 방지할 수 있고, 특히 주름 없이 정확하게 커팅할 수 있다.

2. 본 발명에서 제1 스트리퍼는 펀치가 구비된 펀치 홀더에 설치되고, 상기 펀치 홀더에 의해 하강하면서 상기 코팅부를 가압하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 제1 스트리퍼를 용이하게 설치할 수 있고, 특히 상기 펀치 홀더 하강시 상기 펀치와 함께 상기 제1 스트리퍼를 하강시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 펀치 홀더의 하강만으로 상기 코팅부를 고정하고, 상기 무지부를 커팅할 수 있다.

3. 본 발명에서 제1 스트리퍼는 상기 펀치 홀더에 상기 전극을 향하는 길이를 조절할 수 있게 설치되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 다양한 두께를 가진 전극의 코팅부를 효과적으로 고정할 수 있고, 상기 전극의 코팅부에 가해지는 가압력을 조절할 수도 있다.

4. 본 발명에서 제2 스트리퍼는 한 쌍으로 마련되고, 상기 무지부와 대응하는 펀치홀더에 설치되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 제2 스트리퍼를 용이하게 설치할 수 있고, 특히 상기 펀치 홀더 하강시 상기 펀치와 함께 상기 제2 스트리퍼를 하강시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 펀치 홀더의 하강만으로 상기 무지부를 고정하고 커팅할 수 있다. 특히 한 쌍의 제2 스트리퍼는 상기 펀치의 양쪽에 각각 구비되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 무지부를 보다 안정적으로 커팅할 수 있다.

5. 본 발명에서 제2 스트리퍼는 상기 펀치 홀더에 상기 전극을 향하는 길이를 조절할 수 있게 설치되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 다양한 두께를 가진 전극의 무지부를 효과적으로 고정할 수 있고, 상기 전극의 무지부에 가해지는 가압력을 조절할 수도 있다.

6. 본 발명에서 제2 스트리퍼는 코팅부에 연결된 연결면과 상기 연결면에 연결된 무지면을 구비한 무지부 중 상기 무지면을 가압하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 무지부를 주름 없이 안정적으로 고정할 수 있다

7. 본 발명에서 제2 스트리퍼는 펀치가 무지부의 연결면을 커팅할 때 상기 무지면을 고정되지 않게 가압하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 펀치는 상기 고정되지 않은 무지부의 연결면을 주름지지 않게 안정적으로 커팅할 수 있으며, 그 결과 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

8. 본 발명에서 제2 스트리퍼는 펀치가 무지부의 무지면을 커팅할 때 상기 무지면을 고정되게 가압하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 펀치는 상기 무지부의 무지면을 안정적으로 커팅할 수 있고, 그 결과 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 도시한 측면도.
도 4는 도 1에 표시된 C-C선 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 및 제2 스트리퍼의 가압상태를 도시한 측면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법을 나타낸 공정도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법의 (a) 단계를 대략적으로 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법의 (b) 단계를 대략적으로 나타낸 측면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법의 (c) 단계를 대략적으로 나타낸 측면도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법의 (d) 단계를 대략적으로 나타낸 측면도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법의 (e) 단계와 (f) 단계를 대략적으로 나타낸 측면도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치를 도시한 단면도.

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.

한편, 첨부한 도면에서 정면도는 도 1에 표시된 'A'방향에서 보았을 때의 도면이고, 측면도는 도 1에 표시된 'B'방향에서 보았을 때의 도면이다.

[전극]

전극(10)은 전극활물질이 코팅된 코팅부(11)와, 전극활물질이 없는 무지부(12)를 포함하며, 상기 무지부(12)는 상기 코팅부(11)에 연결되는 연결면(12a)과 상기 연결면(12a)으로부터 연장되는 무지면(12b)을 포함한다.

이와 같은 구성을 가진 전극(10)은 상기 무지부(12)를 커팅하여 전극탭으로 가공하며, 이때 본 발명의 이차전지용 노칭장치를 사용한다.

특히, 본 발명의 이차전지용 노칭장치는 상기 무지부 커팅시 상기 연결면에 주름이 형성되지 않게 커팅할 수 있으며, 이에 따라 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이차전지용 노칭장치의 실시예를 자세히 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치]

본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전극에 구비된 무지부를 커팅하여 전극탭으로 가공하기 위한 것으로, 전극(10)이 배치되는 하부 기구부(110), 하부 기구부(10)에 배치된 전극(10)을 고정하는 스트리퍼(120), 및 상기 스트리퍼(120)에 고정된 상기 전극(10)의 무지부를 커팅하는 상부 기구부(130)를 포함한다.

하부 기구부

상기 하부 기구부(110)는 전극이 배치되는 것으로, 코팅부(11)와 무지부(12)로 이루어진 전극(10)이 배치되는 다이(111), 및 상기 다이(111)가 고정되는 다이홀더(112)를 포함하며, 상기 다이(111)에는 상기 무지부(12)가 배치되는 표면에 삽입홈(111a)이 형성되고, 상기 삽입홈(111a)에는 무지부를 커팅하는 펀치가 삽입되면서 상기 무지부를 효과적으로 커팅할 수 있다.

스트리퍼

상기 스트리퍼는 상기 다이에 배치된 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하여 상기 코팅부와 무지부를 각각 고정하며, 이에 따라 상기 무지부의 커팅시 상기 무지부가 움직이는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 상기 무지부의 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 스트리퍼(120)는 도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하부 기구부(110)에 배치된 상기 코팅부(11)의 상부에 구비되고 상기 코팅부(11)를 향해 하강하면서 상기 코팅부(11)를 가압하여 고정하는 제1 스트리퍼(121), 및 상기 하부 기구부(110)에 배치된 상기 무지부(12)의 상부에 구비되고 상기 무지부(12)를 향해 하강하면서 상기 무지부(12)를 가압하여 고정하는 제2 스트리퍼(122)를 포함한다.

즉, 상기 스트리퍼(120)는 제1 스트리퍼(121)와 제2 스트리퍼(122)를 포함하며, 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 전극(10)의 코팅부(11)와 무지부(12)를 각각 가압하여 상기 코팅부(11)와 상기 무지부(12)를 각각 고정할 수 있으며, 이에 따라 상기 코팅부(11)와 상기 무지부(12)를 모두 견고하게 고정할 수 있다. 특히 상기 코팅부(11)와 상기 무지부(12)의 높이 편차에 상관 없이 상기 무지부(12)를 안정적으로 고정할 수 있고, 그 결과 상기 무지부(12)의 커팅시 유동현상을 방지할 수 있다.

상부 기구부

상기 상부 기구부(130)는 상기 스트리퍼에 의해 고정된 상기 전극의 무지부를 커팅하기 위한 것으로, 상기 스트리퍼(120)에 의해 고정된 상기 전극(10)의 무지부(12)를 커팅하는 펀치(131), 및 상기 펀치(131)를 고정하고 상기 펀치(131)를 상기 하부 기구부(110)를 향하는 방향으로 이동시키는 펀치홀더(132)를 포함한다.

즉, 상기 상부 기구부(130)는 상기 펀치홀더(132)가 상기 하부 기구부(110)를 향해 하강하면, 상기 펀치홀더(132)와 함께 상기 펀치(131)가 하강하면서 상기 스트리퍼(120)에 의해 고정된 상기 전극(10)의 무지부(12)를 커팅한다.

한편, 상기 제1 스트리퍼(121)는 도 1을 참조하면, 상기 다이(111)에 배치된 상기 코팅부(11)와 대응하는 상기 펀치홀더(132)에 설치되고, 상기 펀치홀더(132)에 의해 하강하면서 상기 코팅부(11)를 가압한다.

즉, 상기 제1 스트리퍼(121)는 상기 펀치홀더(132)에 설치되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 펀치홀더(132) 하강시 함께 하강하면서 상기 코팅부(11)를 가압할 수 있고, 이에 따라 구조를 단순화할 수 있으며, 그 결과 비용을 절감할 수 있다.

여기서 상기 제1 스트리퍼(121)는 상기 펀치홀더(132)에 설치된 펀치(131) 보다 상기 다이(111)에 배치된 전극(10)에 근접되도록 하부에 위치한다. 즉, 상기 펀치홀더(132)의 하강시 상기 제1 스트리퍼(121)가 상기 전극(10)의 코팅부(11)를 가압하여 고정한 후, 상기 펀치(131)가 상기 전극(10)의 무지부(12)를 커팅할 수 있도록 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 펀치(131)는 높이 차이를 가진다. 예를 들면 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 펀치홀더(132)의 저면에 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 펀치(131)가 각각 설치되되, 상기 제1 스트리퍼(121)는 상기 펀치(131) 보다 하부에 위치되게 설치된다.

한편, 상기 제2 스트리퍼(132)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 한 쌍으로 마련되고, 상기 펀치(131)는 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼(122) 사이에 구비된다. 즉, 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼(122)는 상기 무지부(12)의 양쪽 단부를 각각 가압하여 고정하고, 상기 펀치(131)는 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼(122) 사이에 위치한 상기 무지부(12)를 커팅하며, 이에 따라 상기 무지부(12)의 고정력과 커팅력을 동시에 높일 수 있다.

특히, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치홀더(132)에 고정될 때 상기 펀치(131) 보다 상기 전극(10)에 근접되도록 설치된다. 즉 상기 펀치홀더(132)의 하강시 상기 제2 스트리퍼(122)가 상기 전극(10)의 무지부(12)를 가압한 후, 상기 펀치(131)가 상기 전극(10)의 무지부(12)를 커팅할 수 있도록 상기 제2 스트리퍼(122)와 상기 펀치(131)는 높이 차이를 가진다. 예를 들면, 상기 펀치홀더(132)의 저면에 상기 제2 스트리퍼(122)와 상기 펀치(131)가 각각 설치되되, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치(131) 보다 도 2에서 보았을 때 하부에 위치되게 설치된다.

한편, 상기 제2 스트리퍼(122)의 저면과 상기 펀치(131)의 저면은 10~20㎛의 높이 차이를 가지며, 특히 15㎛의 높이 차이를 가진다. 즉, 무지부(12)의 연결면(12a)은 상기 제2 스트리퍼(122)에 의해 전극(10)의 무지면(12b)이 가압될 경우 절곡되는데, 이때 절곡된 연결면(12a)의 최상단과 가압된 상기 무지면(12b)의 상면 사이의 단차는 10㎛이하로 형성된다. 이에 따라 상기 제2 스트리퍼(122)의 저면과 상기 펀치(131)의 저면 높이 차이를 10~20㎛ 특히 15㎛로 형성할 경우 상기 펀치(131)가 상기 무지부(12)의 연결면(12a)을 커팅하기 전에 상기 제2 스트리퍼(122)가 상기 무지면(12b)을 고정되지 않게 가압할 수 있다.

정리하면, 상기 제1 스트리퍼(121), 상기 제2 스트리퍼(122) 및 상기 펀치(131)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 펀치홀더(132)의 저면에 설치되되, 상기 제1 스트리퍼(121)가 도 2에서 보았을 때 최하단에 위치되게 설치되고, 상기 제2 스트리퍼(122)가 도 2에서 보았을 때 중간에 위치되게 설치되며, 상기 펀치(131)가 도 2에서 보았을 때 최상단에 위치되게 설치된다. 이와 같은 구성으로 인해 상기 펀치홀더(132)의 하강시 상기 제1 스트리퍼(121)가 상기 전극(10)의 코팅부(11)를 가압하고, 다음으로 상기 제2 스트리퍼(122)가 상기 전극(10)의 무지부(12)를 고정되지 않게 가압하며, 다음으로 상기 펀치(131)가 상기 전극(10)의 무지부(12)의 연결면을 커팅한다.

한편, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 무지부(12)의 무지면(12b)을 가압하여 상기 다이(111)에 고정한다. 즉, 상기 무지부(12)의 연결면(12a)은 상기 코팅부(11)에 연결되어 있어 상기 연결면(12a)을 가압할 경우 상기 연결면이 직각으로 접힐 수 있다. 이에 따라 상기 제2 스트리퍼(122)는 연결면(12a)으로부터 연장된 무지면(12b)을 가압하며, 이에 상기 무지부(12)을 안정적으로 가압할 수 있다.

한편, 상기 펀치(131)는 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼(122) 사이에 위치한 상기 무지부(12)의 연결면(12a)과 무지면(12b)을 순차적으로 커팅한다. 이때 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치(131)가 상기 연결면(12a)을 커팅할 때 상기 무지면(12b)을 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 가압한다. 즉, 상기 제2 스트리퍼(122)가 상기 상기 무지면(12b)을 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되도록 가압할 경우 상기 무지부(12a)의 연결면(12a)이 꺾이면서 주름이 형성된다. 다시 말해 상기 연결면(12a)은 상기 코팅부(11)와 무지면(12b) 사이에 절곡되게 형성되어 있으며, 이와 같은 상태에서 상기 펀치(131)가 상기 연결면(12a)을 커팅할 경우 상기 연결면(12a)의 커팅면에 버(burr)가 형성되면서 커팅불량이 발생한다. 이를 방지하기 위해 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치(131)가 상기 연결면(12a)을 커팅할 때 상기 무지면(12b)을 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되지 않게 가압하여 상기 연결면(12a)에 주름이 형성되는 것을 방지하고, 이와 같은 상태에서 상기 펀치(131)가 상기 연결면(12a)을 커팅함에 따라 상기 연결면(12a)의 커팅면에 버(burr)가 형성되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치(131)가 상기 무지면(12b)을 커팅할 때 상기 무지면(12b)을 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되게 가압한다. 즉, 상기 무지면(12b)은 상기 다이(111) 밀착되게 배치되어 있으며, 이에 따라 상기 무지면(12b)을 고정하더라도 상기 무지면(12b)에 주름이 형성되지 않는다. 따라서 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 펀치(131)가 상기 무지면(12b)을 커팅할 때 상기 무지면(12b)을 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되게 가압하며, 이에 따라 상기 무지면(12b)의 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치(100)는 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 제2 스트리퍼(122)를 포함하는 스트리퍼(120)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극(10)의 코팅부(11)와 무지부(12)를 각각 가압하여 고정할 수 있고, 이에 따라 코팅부(11)와 무지부(12)를 모두 안정적으로 고정할 수 있으며, 특히 상기 무지부(12)가 고정되면서 상기 무지부의 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치(100)를 이용한 노칭방법을 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법]

본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, (a) 전극 배치단계, (b) 전극의 코팅부 고정단계, (c) 전극의 무지부 1차 가압단계, (d) 전극의 무지부에 구비된 연결면 커팅단계, (e) 전극의 무지부 고정되게 2차 가압단계, (f) 전극의 무지부에 구비된 무지면 커팅단계를 포함한다.

상기 (a) 단계는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 전극활물질이 코팅된 코팅부(11)와 전극활물질이 없는 무지부(12)로 이루어진 전극(10)을 하부 기구부(110)의 다이(111)에 배치한다. 이때 상기 무지부(12)의 커팅될 부분을 상기 다이(111)에 형성된 삽입홈(111a)에 위치시킨다.

상기 (b) 단계는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 배치된 상기 전극(10)의 코팅부(11)를 스트리퍼(120)의 제1 스트리퍼(121)로 가압하여 고정한다.

즉, 상부 기구부(130)의 펀치홀더(132)가 하강하면, 상기 펀치홀더(132)에 설치된 스트리퍼(120)의 제1 스트리퍼(121) 및 제2 스트리퍼(122)와, 펀치(131)가 함께 하강하며, 이때 최하단에 위치한 제1 스트리퍼(121)가 먼저 상기 전극(10)의 코팅부(11)를 가압하여 고정한다.

상기 (c) 단계는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하부 기구부(110)의 다이(111)에 배치된 상기 전극(10)의 무지부(12)를 상기 제2 스트리퍼(122)로 가압하되, 상기 제2 스트리퍼(122)는 한 쌍으로 마련되고, 상기 코팅부(11)에 연결된 연결면(12a)과 상기 연결면(12a)으로부터 연장된 무지면(12b)을 포함한 무지부(12) 중 상기 무지면(12b)을 상기 다이(111)에 고정되지 않게 1차로 가압한다.

즉, 상기 펀치홀더(132)가 다시 하강하면, 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 펀치(131)가 함께 하강하되, 상기 펀치(131) 보다 하부에 위치한 상기 제1 스트리퍼(122)가 상기 무지부(12)의 무지면(12b)을 가압한다. 이때 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 무지면(12b)이 상기 다이(111)에 고정되지 않게 가압한다. 다시 말해 상기 무지면(12b)은 도 9에 도시된 확대도와 같이, 상기 무지면(12b)과 상기 다이(111) 사이에 갭(α)이 형성되면서 움직일 수 있으며, 이에 따라 상기 코팅부(11)와 상기 무지면(12b) 사이에 구비된 연결면(12a)은 복원력에 의해 주름이 펴지게 된다.

상기 (d) 단계는 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼(122) 사이에 위치한 상기 무지부(12)의 연결면(12a)을 상부 기구부(130)의 펀치(131)로 커팅한다.

즉, 상기 펀치홀더(132)가 다시 하강하면, 최상단에 위치한 펀치(131)가 상기 무지부(12)를 커팅하게 되는데, 이때 상기 무지부(12)의 연결면(12a)이 무지면(12b) 보다 상부에 위치함에 따라 상기 펀치(131)는 상기 연결면(12a)을 먼저 커팅한다 이때 상기 연결면(12a)은 주름이 없기 때문에 버(burr)가 형성되지 않게 커팅되고, 그 결과 커팅 품질을 높일 수 있다.

상기 (e) 단계는 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 연결면(12a)의 커팅이 완료되면, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 무지부(12)의 무지면(12b)이 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되게 2차로 가압한다.

즉, 상기 펀치홀더(132)가 다시 하강하면, 상기 제2 스트리퍼(122)가 하강하면서 상기 무지면(12b)이 하부 기구부(110)의 다이(111)에 고정되게 2차로 가압한다.

상기 (f) 단계는 상기 무지면(12b)의 고정이 완료되면, 상기 상부 기구부(130)의 펀치(131)를 통해 상기 무지면(12b)을 커팅하며, 이에 따라 전극탭을 완성할 수 있다.

즉, 상기 펀치홀더(132)가 다시 하강하면, 상기 연결면(12a)을 커팅한 상기 상부 기구부(130)의 펀치(131)가 상기 무지면(12b)을 연속하여 커팅하며, 이때 상기 무지면(12b)의 양쪽 단부는 상기 제2 스트리퍼(122)에 의해 고정되어 있어 상기 무지면(12b)을 버(burr)가 형성되지 않게 커팅할 수 있다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 노칭방법은 전극(10)의 코팅부(11)와 무지부(12)를 각각 가압하여 고정하되, 상기 무지부(12)의 무지면(12b)을 고정되지 않게 1차로 가압한 후 무지면(12b)을 고정되게 2차로 가압하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극(10)의 무지부(12)를 정확하게 커팅할 수 있고, 그 결과 커팅 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 제1 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치]

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 노칭장치(100)는 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 하부 기구부(110), 스트리퍼(120) 및 상부 기구부(130)를 포함하며, 상기 스트리퍼(120)는 제1 및 제2 스트리퍼(121)(122)를 포함한다.

여기서 상기 제1 스트리퍼(121)는 펀치홀더(132)에 상기 하부 기구부(110)를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치된다. 즉, 하부 기구부(110)에 배치된 전극(10)에 따라 상기 제1 스트리퍼(121)의 높이를 조절하며, 이에 따라 상부 기구부(130)의 펀치홀더(132) 하강시 상기 제1 스트리퍼(121)가 상기 전극(10)을 가압하는 시간을 조절할 수 있고, 특히 상기 전극(10)에 가해지는 가압력을 조절할 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 스트리퍼(121)는 상기 제1 스트리퍼(121)의 상면에 구비되고 상기 펀치홀더(132)를 관통하는 제1 가이드부재(121a)와 상기 펀치홀더(132)를 관통한 상기 제1 가이드부재(121a)의 선단에 결합되는 제1 고정너트(121b), 및 상기 제1 스트리퍼(121)와 상기 펀치홀더(132) 사이의 상기 제1 가이드부재(121a)에 감겨지는 제1 탄성부재(121c)를 포함한다.

즉, 상기 제1 스트리퍼(121)는 상기 제1 가이드부재(121a)에 의해 상기 펀치홀더(132)에 상기 하부 기구부(110)를 향하는 방향 또는 반대방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제1 고정너트(121b)에 의해 상기 펀치홀더(132)로부터 분리되는 것을 방지하되, 상기 제1 고정너트(121b)가 상기 제1 가이드부재(121a)의 길이방향으로 이동함에 따라 상기 제1 스트리퍼(121)의 높이를 조절할 수 있으며, 상기 제1 탄성부재(121c)의 탄성력에 의해 상기 상기 제1 스트리퍼(121)를 상기 펀치홀더(132)로부터 이격된 상태로 위치시킬 수 있다.

한편, 제2 스트리퍼(122)는 펀치홀더(132)에 상기 하부 기구부(110)를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치된다. 즉, 하부 기구부(110)에 배치된 전극(10)에 따라 상기 제2 스트리퍼(122)의 높이를 조절하며, 이에 따라 상부 기구부(130)의 펀치홀더(132) 하강시 상기 제2 스트리퍼(122)가 상기 전극(10)을 가압하는 시간을 조절할 수 있고, 특히 상기 전극(10)에 가해지는 가압력을 조절할 수 있다.

예를 들면, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 제2 스트리퍼(122)의 상면에 구비되고 상기 펀치홀더(132)를 관통하는 제2 가이드부재(122a)와 상기 펀치홀더(132)를 관통한 상기 제2 가이드부재(122a)의 선단에 결합되는 제2 고정너트(122b), 및 상기 제2 스트리퍼(122)와 상기 펀치홀더(132) 사이의 상기 제2 가이드부재(122a)에 감겨지는 제2 탄성부재(122c)를 포함한다.

즉, 상기 제2 스트리퍼(122)는 상기 제2 가이드부재(122a)에 의해 상기 펀치홀더(132)에 상기 하부 기구부(110)를 향하는 방향 또는 반대방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 제2 고정너트(122b)에 의해 상기 펀치홀더(132)로부터 분리되는 것을 방지하되, 상기 제2 고정너트(122b)가 상기 제2 가이드부재(122a)의 길이방향으로 이동함에 따라 상기 제2 스트리퍼(122)의 높이를 조절할 수 있으며, 상기 제2 탄성부재(122c)의 탄성력에 의해 상기 상기 제2 스트리퍼(122)를 상기 펀치홀더(132)로부터 이격된 상태로 위치시킬 수 있다.

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

100: 이차전지용 노칭장치
110: 하부 기구부
111: 다이
112: 다이홀더
120: 스트리퍼
121: 제1 스트리퍼
122: 제2 스트리퍼
130: 상부 기구부
131: 펀치
132: 펀치홀더

Claims

전극활물질이 코팅된 코팅부와 전극활물질이 없는 무지부로 이루어진 전극이 배치되는 다이, 상기 다이가 고정되는 다이홀더를 구비한 하부 기구부;
상기 하부 기구부에 배치된 상기 전극의 코팅부와 무지부를 각각 가압하여 고정하는 스트리퍼(stripper); 및
상기 스트리퍼에 의해 고정된 상기 전극의 무지부를 커팅하는 펀치, 상기 펀치를 고정하고 상기 펀치를 상기 하부 기구부를 향하는 방향으로 이동시키는 펀치홀더를 구비한 상부 기구부를 포함하며,
상기 스트리퍼는,
상기 하부 기구부에 배치된 상기 코팅부의 상부에 구비되고, 상기 코팅부를 향해 하강하면서 상기 코팅부를 가압하여 고정하는 제1 스트리퍼; 및
상기 하부 기구부에 배치된 상기 무지부의 상부에 구비되고, 상기 무지부를 향해 하강하면서 상기 무지부를 가압하여 고정하는 제2 스트리퍼를 포함하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 스트리퍼는 상기 코팅부와 대응하는 상기 펀치홀더에 설치되고, 상기 펀치홀더에 의해 하강하면서 상기 코팅부를 가압하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 스트리퍼는 상기 펀치홀더에 상기 하부 기구부를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 스트리퍼는 한 쌍으로 마련되고, 상기 무지부와 대응하는 상기 펀치홀더에 설치되며, 상기 펀치홀더에 의해 하강하면서 상기 무지부를 가압하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치홀더에 상기 하부 기구부를 향하는 방향 또는 반대방향으로 길이 조절 가능하게 설치되는 이차전지용 노칭장치.
청구항 1에 있어서,
상기 무지부는 상기 코팅부에 연결되는 연결면과, 상기 연결면으로부터 연장되는 무지면을 포함하며,
상기 제2 스트리퍼는 상기 무지면을 가압하여 상기 다이에 고정하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 6에 있어서,
상기 펀치는 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 구비되고, 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 위치한 상기 무지부의 연결면과 무지면을 연속하여 커팅하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치가 상기 연결면을 커팅할 때 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되지 않게 가압하는 이차전지용 노칭장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제2 스트리퍼는 상기 펀치가 상기 무지면을 커팅할 때 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되게 가압하는 이차전지용 노칭장치.
(a) 전극활물질이 코팅된 코팅부와 전극활물질이 없는 무지부로 이루어진 전극을 하부 기구부의 다이에 배치하는 단계;
(b) 상기 하부 기구부의 다이에 배치된 상기 전극의 코팅부를 스트리퍼의 제1 스트리퍼로 가압하여 고정하는 단계;
(c) 상기 하부 기구부의 다이에 배치된 상기 전극의 무지부를 스트리퍼의 제2 스트리퍼로 가압하되, 상기 제2 스트리퍼는 한 쌍으로 마련되고, 상기 코팅부에 연결된 연결면과 상기 연결면으로부터 연장된 무지면을 포함한 무지부 중 상기 무지면을 상기 하부 기구부에 고정되지 않게 1차로 가압하는 단계;
(d) 상기 한 쌍의 제2 스트리퍼 사이에 위치한 상기 무지부의 연결면을 상부 기구부의 펀치로 커팅하는 단계;
(e) 상기 연결면의 커팅이 완료되면, 상기 제2 스트리퍼를 통해 상기 무지부의 무지면이 하부 기구부에 고정되게 2차로 가압하는 단계; 및
(f) 상기 무지면의 고정이 완료되면, 상기 상부 기구부의 펀치를 통해 상기 무지면을 커팅하는 단계를 포함하는 이차전지용 노칭방법.