KR20190143253A - Manufacturing method and apparatus for electrode stack - Google Patents
Manufacturing method and apparatus for electrode stack Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190143253A KR20190143253A KR1020180070968A KR20180070968A KR20190143253A KR 20190143253 A KR20190143253 A KR 20190143253A KR 1020180070968 A KR1020180070968 A KR 1020180070968A KR 20180070968 A KR20180070968 A KR 20180070968A KR 20190143253 A KR20190143253 A KR 20190143253A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode
- positive
- core
- negative electrode
- separator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H18/00—Winding webs
- B65H18/08—Web-winding mechanisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H35/00—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers
- B65H35/04—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers from or with transverse cutters or perforators
- B65H35/06—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers from or with transverse cutters or perforators from or with blade, e.g. shear-blade, cutters or perforators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H43/00—Use of control, checking, or safety devices, e.g. automatic devices comprising an element for sensing a variable
- B65H43/04—Use of control, checking, or safety devices, e.g. automatic devices comprising an element for sensing a variable detecting, or responding to, presence of faulty articles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
- H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/10—Handled articles or webs
- B65H2701/19—Specific article or web
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전극조립체의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로써, 분리막과 함께 권취되는 전극들(음극과 양극)의 길이방향 끝단간격(절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이)에 의한 미스얼라이먼트 불량 발생을 판정하여 양품과 불량품을 선별해 낼 수 있는 전극조립체의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an electrode assembly, wherein the longitudinal end spacing of the electrodes (cathode and anode) wound together with the separator (distance between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode) The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing an electrode assembly capable of determining a misalignment defect caused by a difference) and sorting out good and defective products.
충방전이 가능하고 가벼우면서도 에너지 밀도 및 출력 밀도가 높은 리튬이차전지가 다양한 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. Lithium secondary batteries capable of charging and discharging, light weight, high energy density and high output density have been widely used as energy sources of various devices.
또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 전기자동차(EV) 등이 제시되고 있는데, 리튬이차전지는 이러한 내연기관 대체 자동차의 동력원으로서도 주목받고 있다.In addition, hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and battery electric vehicles (ALVs) are used as alternatives to solve air pollution and greenhouse gas problems of existing internal combustion engine cars using fossil fuels such as gasoline and diesel vehicles. BEV) and electric vehicles (EVs) have been proposed. Lithium secondary batteries are also attracting attention as a power source of such internal combustion engine replacement vehicles.
리튬이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 분류되며, 전극조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다.Lithium secondary batteries are classified into lithium ion batteries using liquid electrolytes and lithium polymer batteries using polymer electrolytes according to the type of electrolyte, and are classified into cylindrical, square or pouch types according to the shape of the exterior material in which the electrode assembly is accommodated.
통상적으로, 각형 이차전지에 채용되는 전극조립체는 양극, 분리막, 음극을 포함한다. 상기 양극은 양극집전체에 양극 활물질이 코팅된 유지부(양극코팅부)와 코팅되지 않은 무지부가 반복되도록 이루어지며, 음극도 마찬가지로, 음극집전체에 음극 활물질이 도포된 유지부(음극코팅부)와 코팅되지 않은 무지부가 반복되도록 이루어진다. 상기 양극과 음극의 무지부는 노칭장치를 통해 전극탭이 가공되며, 상기 음극과 양극은 분리막으로 분리된 상태로 적층이 이뤄진다. 상기 분리막은 양극과 음극 사이를 절연하되 극판들 간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 함으로써 전기화학 반응을 일으킨다. Typically, the electrode assembly employed in the rectangular secondary battery includes a positive electrode, a separator, a negative electrode. The positive electrode is made to repeat the holding portion (anode coating portion) and the uncoated uncoated portion coated with the positive electrode active material on the positive electrode current collector, and the negative electrode, similarly, the holding portion (cathode coating portion) coated with the negative electrode active material on the negative electrode collector The uncoated and uncoated portion is made to repeat. Electrode tabs are processed by the notching device of the positive electrode and the negative electrode, and the negative electrode and the positive electrode are laminated in a state separated by a separator. The separator insulates between the positive electrode and the negative electrode but causes an electrochemical reaction by allowing active material ions to be exchanged between the electrode plates.
상기 음극과 양극 사이에 분리막을 개재하여 전극조립체를 제조하는 방법은 음극과 양극 및 분리막을 요구되는 크기로 절단한 후 순차적으로 적층하는 방식 및 연속적으로 음극과 양극 및 분리막이 공급되는 상태에서 음극, 양극, 분리막을 권심에서 와인딩하여(권취하여) 제조하는 방식이 널리 알려져 있다.The method of manufacturing an electrode assembly through a separator between the cathode and the anode includes a method of sequentially cutting the cathode, the anode, and the separator to a required size, and sequentially stacking the cathode, the cathode, the anode, and the separator being continuously supplied, BACKGROUND OF THE INVENTION A method of manufacturing an anode and a separator by winding (winding) at the core is widely known.
종래의 와인딩 방식은 양극, 음극, 분리막 각각이 공급롤러들에서부터 권출되며(풀리며) 계속적으로 공급되도록 구성되되 상기 양극, 음극, 분리막 각각의 끝단은 권심에서 고정된 상태에서 상기 권심이 회전하면 미리정해진 회전수만큼 권취되어(감겨지며) 원통형태의 전극조립체를 제조하도록 구성된다. In the conventional winding method, the anode, the cathode, and the separator are each unrolled from the supply rollers (unwinded) and are continuously supplied, but the ends of each of the anode, the cathode, and the separator are fixed at the core, and the core is pre-determined. It is configured to produce a cylindrical electrode assembly wound (wound) by the rotational speed.
따라서, 와인딩 방식으로 제조되는 (젤리롤 형태를 갖는) 전극조립체의 제조장치는 도 1a 에 도시된 바와 같이 음극(3), 양극(2), 분리막(4) 각각이 권취된 상태에서 풀려지는 공급롤러들(2a, 3a, 4a); 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)의 끝단이 고정되면 회전하여 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)을 권취하여 전극조립체로 제조하는 권심(5); 상기 공급롤러(2a, 3a, 4a)와 권심(5) 사이에 배치되어 음극(3), 양극(2), 분리막이 공급되는 동안 적절한 텐션을 유지시키며 권심을 향하는 방향으로 유도하는 가이드롤러; 상기 음극(3), 양극(2), 분리막(4)이 미리정해진 길이만큼 권취되면 절단하는 커터(미도시) 등을 포함한다.Accordingly, the apparatus for manufacturing an electrode assembly (having a jelly roll form) manufactured by a winding method may be supplied in a state in which each of the
한편, 이와 같은 와인딩 방식으로 제조되는 경우에는 전극들(각각의 양극 및 음극)의 미스얼라이먼트불량(음극과 양극의 끝단위치 차이로 인한 불량)이 발생할 가능성이 있었다. 즉, 도 1b 에 도시된 바와 같이 음극(3)의 끝단이 양극(2)의 끝단에서 돌출되도록 소정의 길이만큼 더 길게 공급된 상태에서 절단이 이루어져야 하나, 커터의 반응 속도, 이송될 때의 양극과 음극에 형성되는 텐션(tension) 차이 등에 의해 양극(2)과 음극(3)의 끝단 간격이 기준치보다 작게 형성되거나 역전되는 문제가 있었고, 이는 양극과 음극 사이의 역전불량(과충전시 리튬의 석출을 방지하도록 음극 용량을 증대시키기위 해 음극이 더 길게 돌출되어야 하나 양극이 설정길이 보다 더 돌출되어 음극과 양극의 접촉이 발생하는 불량)을 유발하는 원인이 되었다.On the other hand, when manufactured by such a winding method, there was a possibility that misalignment defects (defects due to the difference between the ends of the cathode and the anode) of the electrodes (each anode and the cathode) were generated. That is, as shown in FIG. 1B, the cutting should be performed in a state where the end of the
이에 따라, 종래에서 전극조립체를 제조하기 전후에 생산물량 중 몇몇을 선별하여 샘플 검사를하고 있으나, 샘플 검사로 불량품을 모두 찾아내기는 어려운 문제가 있었다. Accordingly, in the prior art before and after the production of the electrode assembly, some of the production quantity is selected and sample inspection, but it was difficult to find all the defective products by sample inspection.
아울러, 권취 공정 이전의 슬릿팅 공정에서 검사가 이루어짐에도 불구하고 미스매치불량(상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격이 허용치 보다 크게 발생하는 불량, 도 3 참조)도 발생하였으므로 이 또한 대책이 요구되었다. In addition, despite the inspection in the slitting process before the winding process, mismatch defect (defect that the gap between the end position of the holding portion applied to the upper surface and the end position of the holding portion applied to the lower surface is larger than the allowable value, Fig. 3 This also required measures.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 해소할 수 있도록 미스얼라이먼트 불량(및 미스매치불량)을 즉시 검출해 낼 수 있는 전극조립체의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것에 주목적이 있다.Accordingly, the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing an electrode assembly capable of immediately detecting misalignment defects (and mismatch defects) so as to solve the conventional problems.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하여 전극조립체로 제조하는 전극조립체의 제조방법에 있어서, 권취되는 동안 양극, 음극, 분리막 각각의 투입량을 셋팅하는 단계; 양극, 음극, 분리막의 끝단을 권심에 고정시키는 단계; 상기 권심을 회전시켜 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하는 단계; 상기 양극과 음극이 투입되는 동안 양극과 음극 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계; 상기 양극, 음극, 분리막 각각을 절단하는 단계; 및 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of manufacturing an electrode assembly, which is wound into a cathode, an anode, and a separator together to produce an electrode assembly, the method comprising: setting an input amount of each of the anode, the cathode, and the separator during winding; Fixing the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator to the core; Rotating the winding core to wind the positive electrode, the negative electrode, and the separator together; Monitoring the input state of each of the positive and negative electrodes while the positive and negative electrodes are injected; Cutting each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator; And a defect determination step of calculating an end interval which is a distance difference between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode, and determining a failure by whether the calculated end interval is within a predetermined range. It is done.
본 발명에서 상기 끝단간격의 연산은 양극과 음극 각각이 투입될 때 회전하는 이송모터들의 회전수와 양극과 음극 각각을 절단하는 커터의 위치를 변수로 연산된다.In the present invention, the calculation of the end interval is calculated by the variables of the rotational speed of the rotating motors and the position of the cutter to cut each of the positive and negative electrodes when the positive and negative electrodes are input.
그리고, 불량으로 판정되면 권심에서 권취되어 제조된 전극조립체를 양품으로 판정된 전극조립체와 분리하여 배출시키는 단계를 선택적으로 더 포함할 수 있다. 분리하여 배출하는 단계에서는 양품과 불량품을 다른 위치로 배출시키는 것은 물론 불량품에 별도의 불량표식을 기입하여 배출시키는 방식 또한 포함된다.And, if it is determined that the defective may further comprise the step of separately discharging the electrode assembly manufactured by winding in the core and the electrode assembly determined as good quality. In the step of discharging separately, as well as the discharge of good and defective goods to different locations, and also includes a method of discharging by writing a separate bad marker on the defective goods.
또한, 본 발명에서는 불량으로 판정되면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 작업자가 보는 모니터에 경고창을 시각적으로 띄우거나 스피커를 통해 경고메세지를 알리는 공지의 방법 등으로 작업자에게 신속하게 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, the present invention may further include a step of visually or audibly alerting the occurrence of the failure when it is determined that the failure. That is, a warning window may be visually displayed on a monitor viewed by a worker or a known method of informing a warning message through a speaker may be notified to a worker of a failure quickly.
아울러, 본 발명의 방법에서는 모니터링하는 단계에서(또는 모니터링하는 단계가 종료된 후) 모니터링하는 단계에서 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면, 연산된 끝단간격이 음극 또는 양극의 절단 위치를 달리하여 보정이 가능한지를 판단하는 단계; 및 보정이 가능하면 끝단간격이 정상범위로 수정되도록 음극 또는 양극 중 하나 이상의 절단위치를 변경하여 절단하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, in the method of the present invention, if a difference between the input dose and the monitored dose set in the monitoring step (or after the monitoring step is finished) occurs, the calculated end interval determines the cutting position of the negative electrode or the positive electrode. Determining whether the correction is possible otherwise; And changing the cutting position of one or more of the negative electrode and the positive electrode so that the end interval is corrected to a normal range if correction is possible.
그리고, 본 발명에서 상기 양극과 음극 각각은 집전체의 양면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포되어 제조되되, 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 유지부와 미도포된 무지부가 반복되는 구조를 가지며, 상기 양극과 음극 각각에서 일면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 추가불량판정 단계를 더 포함한다.Further, in the present invention, each of the positive electrode and the negative electrode is manufactured by applying a positive electrode active material or a negative electrode active material on both sides of the current collector, the holding portion and the uncoated uncoated portion coated with the positive electrode active material or negative electrode active material is repeated, the And an additional defect determination step of determining a failure by whether or not a mismatch value, which is a distance between the end position of the holding portion applied to one surface and the end position of the holding portion applied to the opposite surface, in each of the positive and negative electrodes is within a predetermined range. .
아울러, 본 발명은 상술된 바와 같은 방법을 통해 전극조립체의 제조가 이루어지는 전극조립체의 제조장치를 추가로 제공한다. 본 발명에 따른 제조장치는, 양극과 음극 및 분리막의 끝단이 함께 고정된 상태에서 회전하여 상기 양극, 음극, 분리막을 권취하는 권심; 내장된 이송모터의 회전력으로 상기 전극을 권심으로 투입시키는 이송부; 상기 권심으로 투입되는 전극을 절단하며 권심과 이송부 사이에 배치된 커터; 및 상기 양극의 이송모터와 음극의 이송모터의 회전수, 양극의 커터 위치 및 음극의 커터 위치를 변수로 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention further provides an electrode assembly manufacturing apparatus in which the electrode assembly is manufactured through the method as described above. The manufacturing apparatus according to the present invention, the winding of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is wound together by winding the ends of the positive electrode, the negative electrode, the separator; A transfer unit for introducing the electrode into the core by the rotational force of the built-in transfer motor; A cutter disposed between the core and the transfer part to cut the electrode introduced into the core; And calculating an end distance, which is a distance difference between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode, with the rotational speed of the feed motor of the positive electrode and the feed motor of the negative electrode, the cutter position of the positive electrode, and the cutter position of the negative electrode. And a controller for determining a failure based on whether the calculated end interval is within a predetermined range.
그리고, 상기 전극이 권심을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러를 더 포함하고, 상기 이송부는 상기 가이드롤러와 권심 사이에 배치된다.And a guide roller for guiding the electrode to be moved while being bent toward the core, and the conveying part is disposed between the guide roller and the core.
상기 가이드롤러, 이송부, 커터는 음극과 양극 각각의 공급라인에 개별적으로 설치되며, 상기 커터는 권심과 이송부 사이를 활주가능하게 구성된다.The guide roller, the transfer unit, and the cutter are separately installed in the supply lines of the cathode and the anode, respectively, and the cutter is configured to slide between the core and the transfer unit.
상기 음극과 양극 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성되고, 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제1비전; 및 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제2비전;을 더 포함하며, 상기 제어부는 제1비전과 제2비전의 데이터를 분석하여 권심에서 권취된 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정한다.Each of the negative electrode and the positive electrode is formed on the surface of the current collector and the sustaining portion coated with the active material and the uncoated non-coated portion of the active material are continuously formed on the upper surface of the current collector. A first vision for sensing an end unit value of the retained portion; And a second vision configured to sense an end unit value of the holding part applied to the opposite surface of the anode or the cathode while the anode or the cathode is injected, wherein the controller analyzes data of the first vision and the second vision. Further determination is made as to whether or not a mismatch occurs, whether or not a mismatch value, which is a distance between the end position of the holding portion applied to one surface of the positive or negative electrode wound at the core and the end position of the holding portion applied to the opposite surface, is within a predetermined range.
상기 제어부는 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면 수정 가능여부를 판단하고, 권취되는 양극과 음극의 길이차이가 발생하도록 커터를 제어할 수 있다.The controller may determine whether correction is possible when a difference between the set input amount and the monitored input amount occurs, and control the cutter to generate a length difference between the positive electrode and the negative electrode being wound.
상기 음극 또는 양극은 이송부에 도달하기 전에 제1비전과 제2비전을 지나도록 구성된다.The cathode or anode is configured to pass through the first vision and the second vision before reaching the conveying portion.
아울러, 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제3비전을 더 포함하고, 상기 제3비전은 커터와 권심 사이에 배치되어 제1비전과 제2비전에서 도출된 데이터 및 제어부에서 연산된 미스얼라이먼트 크기 등을 추가적으로 검증한다. 그리고, 상기 제어부는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치를 제어할 수 있다.In addition, further comprising a third vision for sensing the end unit value of the holding portion applied to the surface of one side or the opposite side of the positive or negative electrode while the positive or negative electrode is injected, the third vision is disposed between the cutter and the core Then, the data derived from the first vision and the second vision and the misalignment size calculated by the controller are further verified. The controller may control a device that visually or audibly alerts the occurrence of a failure when a failure occurs.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 전극조립체의 생산과 동시에 불량여부를 직접 판별해 낼 수 있으므로, 상기 전극조립체가 내장되는 이차전지의 불량률을 감소시킬 수 있다. 즉, 전극조립체의 생산공정에 있어 미스얼라이먼트불량(절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격으로 인한 불량)에 의한 전극조립체의 불량 발생을 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 생산공정 전반의 트렌드 관리가 가능하다.According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to directly determine whether or not defects are produced at the same time as the production of the electrode assembly, thereby reducing the defective rate of the secondary battery in which the electrode assembly is embedded. That is, in the production process of the electrode assembly, it is possible to monitor the occurrence of the defect of the electrode assembly in real time due to misalignment defect (defect due to the end distance, which is the distance difference between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode). Therefore, trend management of the entire production process is possible.
본 발명에서는 음극 및 양극이 권심에서 권취되는 동안 상기 음극 및 양극을 각각을 투입하며 회전하는 이송모터의 회전수와 커터의 위치를 통해 미스얼라이먼트가 연산되므로 높은 정확도로 불량여부를 판단해 낼 수 있고, 불량이 발생하더라도 수정가능한 범위라면 불량 수정이 가능하여 제품의 불량률을 추가적으로 낮출 수 있다.In the present invention, since the misalignment is calculated through the rotational speed of the feed motor and the position of the cutter rotating while feeding the negative and positive electrodes, respectively, while the negative electrode and the positive electrode are wound at the core, defects can be determined with high accuracy. Even if a defect occurs, if the range is correctable, the defect can be corrected to further lower the defective rate of the product.
그리고, 본 발명에서는 제1비전과 제2비전을 포함하여 구성되므로 전극(음극과 양극)의 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격차이인 미스매치에 의한 불량을 추가적으로 모니터링 하며 판별할 수 있어 생산효율을 더욱 높일 수 있다. In the present invention, since the first vision and the second vision are included, the mismatch is a difference between the end positions of the holding parts coated on the upper surface of the electrode (cathode and anode) and the end positions of the holding parts applied on the lower surface. The defects can be additionally monitored and identified, further increasing production efficiency.
또한, 권심 근방에 배치된 제3비전을 추가적으로 포함하므로, 미스얼라이먼트 및 미스매치에 의한 불량을 판단하기 전에 최종적으로 권취상태를 확인하여 불량판단의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, since it further includes a third vision disposed in the vicinity of the core, it is possible to improve the reliability of the defect determination by finally checking the winding state before determining the failure due to misalignment and mismatch.
도 1a 는 종래의 방식으로 젤리롤 타입의 전극조립체가 제조되는 모습을 단순화하여 도시한 도면.
도 1b 는 음극과 양극의 절단 부위에서 끝단간격이 발생한 모습이 도시된 사시도.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조장치의 모습이 단순화되어 도시된 정면도.
도 3 은 도 2 에서 제3비전이 설치된 부분을 확대한 모습과 양극의 상면과 바닥면에서 미스매치가 발생한 모습을 확대하여 도시한 도면.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제조방법의 순서도.Figure 1a is a simplified view showing a state in which a jelly roll type electrode assembly is manufactured in a conventional manner.
Figure 1b is a perspective view showing the appearance of the end intervals in the cutting portion of the cathode and the anode.
Figure 2 is a front view showing a simplified view of the manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion in which a third vision is installed in FIG. 2 and a state in which mismatch occurs at the top and bottom surfaces of the anode; FIG.
4 is a flow chart of a manufacturing method according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Also, the terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can.
본 발명은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성된(도 3 참조) 두 전극들(2[양극], 3[음극])이 분리막(4)과 함께 권심에서 권취되어 전극조립체로 제조되는 전극조립체의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로써, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.According to the present invention, two electrodes (2 [anode], 3 [cathode]) formed on the surface of the current collector and formed on the upper surface of the current collector and the uncoated portion on which the active material is uncoated are continued on each side (see FIG. 3). The present invention relates to an apparatus and a manufacturing method of an electrode assembly, which is wound at the core together with an electrode assembly, and will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
실시예1Example 1
본 발명은 전극조립체의 제조장치를 실시예1로써 제공한다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 상기 제조장치는 양극(2)과 음극(3) 각각의 공급라인에서 권심(10), 이송부(20), 커터(60), 가이드롤러(70), 제1비전(30), 제2비전(40)이 배치된다.The present invention provides an apparatus for producing an electrode assembly as Example 1. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the manufacturing apparatus includes a winding
상기 권심(10)은 모터 등으로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 양극(2)과 음극(3) 및 분리막(4)의 끝단이 함께 고정된 상태에서 미리정해진 회전수만큼 회전하여 상기 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 젤리롤 형태로 권취시킨다.The
이때, 상기 이송부(20)는 권심(10)에서 권취가 이루어지는 동안 음극(2) 또는 양극(3)이 적절한 장력을 유지하며 원활히 공급될 수 있도록 내장된 이송모터(미도시)가 회전하여 해당 음극(2) 또는 양극(3)을 활주(투입)시킨다. At this time, the
그리고, 미리정해진 길이 만큼 각 전극들(2, 3)의 투입이 이루어지면 각 전극들(2, 3)을 절단하도록 상기 커터(60)는 권심(10)과 이송부(20) 사이를 활주가능하게 배치된다(도면상에는 미도시되었으나 제어부에 의해 분리막을 절단하는 별도의 커터 또한 제공된다).Then, when the input of each electrode (2, 3) by the predetermined length is made, the
본 발명에서는 상기 이송부(20), 커터(60), 권심(10), 제1비전(30), 제2비전(40), 제3비전(80)과 전기적으로 연결되어 통신하며 동작을 제어하는 제어부(50)가 제공된다. 상기 제어부(50)는 제조장치에 내장된 제어장치 또는 제조장치와 분리되되 통신가능하게 연결된 별도의 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있되, 제어부(50)가 불량여부를 판단하는 기준 및 차후 설명될 미스얼라이먼트 및 미스매치를 연산하는 로직은 미리 입력된 상태로 작동이 이루어진다.In the present invention, the
즉, 상기 제어부(50)는 미리 입력된 로직에 따라 권심(10), 커터(60), 이송부(20)의 동작을 제어하며, 권심(10)에서 권취된 전극조립체에서 양극(2)과 음극(3)의 끝단간격(도 1b 참조)을 연산해 낸다. That is, the
상기 양극(2)과 음극(3)의 끝단간격은 양극(2)의 이송모터와 음극(3)의 이송모터의 회전수, 양극(2)의 커터 위치 및 음극(3)의 커터 위치에 대한 정보를 기초로 제어부에 입력된 미리정해진 로직에 따라 연산이 이루어진다. 즉, 권심(10)의 회전이 종료됐을 때, 절단된 양극(2)의 끝단위치와 절단된 음극(3)의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격은 제어부(50)로 전달되는 정보를 통해서 연산될 수 있고, 상기 제어부(50)는 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정할 수 있다. The end intervals of the
아울러, 상기 제어부(50)는 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면 수정 가능여부를 판단하고, 권취되는 양극(2)과 음극(3)의 길이차이가 발생하도록 (양극의 공급라인 또는 음극의 공급라인에 배치된) 커터들 중 하나 이상을 제어할 수 있다.In addition, the
그리고, 본 발명의 장치에서는 상기 전극(2, 3)이 권심(10)을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러(70)를 더 포함할 수 있고, 상기 가이드롤러(70)는 전극이 이송부(20)에 도달하기 전의 위치에 배치되어 상기 이송부(20)는 커터(60) 및 권심(10)과 일직선 상에 놓일 수 있다.In the apparatus of the present invention, the
한편, 위에서 설명된 바와 같이 본 발명에서 사용되는 양극(2)과 음극(3) 각각은 전극탭이 가공될 수 있도록 일정 거리를 두고 무지부가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 음극(3)과 양극(2) 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성된다. 하지만, 양극(2)과 음극(3)의 이전 제조단계에서 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치(도 3 참조)가 허용범위를 넘어서게 되면 양극과 음극 사이의 역전불량(음극과 양극 중 어느 하나가 정해진 길이보다 더 긴 상태로 권취되어 음극과 양극의 접촉이 발생하는 불량)이 발생할 가능성이 있었다.On the other hand, as described above, each of the
따라서, 본 발명에 따른 장치는 이러한 미스매치에 의한 불량 발생을 검출해 낼 수 있도록 제1비전(30), 제2비전(40) 및 제3비전(80)이 추가적으로 제공된다.Accordingly, the apparatus according to the present invention is additionally provided with a
즉, 도 2 에 도시된 바와 같이, 양극(2)과 음극(3) 각 공급라인에는 제1비전(30)과 제2비전(40)이 짝을 이뤄 배치된다. 본 발명에서, 상기 제1비전(30)은 음극(3)과 양극(2)이 투입되는 동안에 상기 음극(3)과 양극(2) 상면 각각에 배치되어 집전체의 상측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하고, 상기 제2비전(40)은 제1비전(30)의 반대쪽에 배치되어 음극(3)과 양극(2)이 투입되는 동안에 음극(3)과 양극(2) 각각의 집전체 하측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱한다.That is, as shown in FIG. 2, the
상기 제어부(50)는 제1비전(30)과 제2비전(40)에서 송신된 데이터를 분석하여 권심(10)에서 권취된 양극(2) 또는 음극(3)의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정한다. The
상기 음극(3) 또는 양극(2)은 각각의 이송부(20)에 도달하기 전에 제1비전(30)과 제2비전(40) 사이를 지나도록 구성되며, 상기 권심(10) 근방에는 제3비전(80)이 추가로 배치될 수 있다. 즉, 상기 양극(2) 또는 음극(3)이 투입되는 동안 상기 양극(2) 또는 음극(3)의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 추가적으로 센싱할 수 있도록 제3비전(80)이 권심(10)과 커터(60) 사이에서 도 3 에 도시된 바와 같이 추가로 배치된다.The
상기 제3비전(80)은 제1비전(30)과 제2비전(40)에서 도출된 데이터 및 미스얼라이먼트에 의한 불량을 추가적으로 검증한다. 즉, 제3비전(80)은 양극(2)과 음극(3)이 권심(10)에 권취되는 상황을 모니터링 하며, 커터(60)에 의해 절단이 이루어졌을 때, 음극(3)과 양극(2) 사이의 실제 미스얼라이먼트 값이 연산된 값과 근접하는지 여부를 한번 더 확인 할 수 있다. 그리고, (필요에 따라 선택적으로) 상기 제3비전(80)은 양극(2)과 음극(3) 각각에 복수개가 배치되어 각각의 미스매치 값이 연산된 값과 근접한 지를 광학적으로 센싱할 수 있다. The
이때, 제3비전(80)의 광학적 센싱의 정확도를 높이기 위해서 커터(60)에서 절단이 이루어지고 음극(3)과 양극(2)의 끝단이 권심(10)에 감기기 직전에(음극과 양극의 끝단이 제3비전을 지나는 동안에) 상기 제어부(50)는 필요에 따라 권심(10)의 회전속도를 감속시킬 수 있을 것이다. 또한, 생산 속도 저하를 방지하기 위해 연산된 미스얼라이먼트 값이나 미스매치 값이 비정상정일 경우에만 제3비전(80)을 통해 추가 센싱하는 구성도 가능하다. 아울러, 제1비전(30)과 제2비전(40)을 통해 획득된 정보를 통해 미스매치값을 알고 있는 상태에서 (상측 표면 또는 하측 표면 중 어느 한 곳의) 유지부 끝단위치를 알면 반대쪽면의 유지부의 끝단위치의 추정이 가능하므로 이를 근거로 미스얼라이먼트에 의한 불량을 억제하기 위해 (이송부에 내장된) 이송모터를 제어하는 구성 또한 가능할 것이다.At this time, in order to increase the accuracy of optical sensing of the
또한, 상기 제어부(50)는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치 가령, 스피커 또는 작업자 컴퓨터의 모니터 화면 등과 연동하거나 제어하여 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, the
실시예2Example 2
아울러, 본 발명은 전극조립체의 제조방법을 실시예2로써 제공한다. 본 발명에 따른 제조방법은 위에 설명된 제조장치를 통해 도 3 에 도시된 순서도에 도시된 단계에 따라 이루어지되, 이때, 그 순서는 다르게 정해질 수도 있다. 가령, 불량품 발생을 알리는 단계는 불량품을 배출하기 전에 실시될 수도 있을 것이고, 권취가 이루어지기 전에 커터(60)를 특정 위치로 먼저 이동시킬 수도 있을 것이며, 양극(2)과 음극(3) 및 분리막(4)이 권심(10)에 고정된 후에 투입량이 셋팅될 수도 있을 것이다. 다만, 본 발명에 따른 제조방법의 핵심적인 특징은 권심(10)의 회전에 따라 전극조립체가 제조되는 동안 미스얼라이먼트(및 미스매치)에 의한 불량이 실시간으로 모니터링되며 불량이 판정되는 것이다.In addition, the present invention provides a method for producing an electrode assembly as Example 2. The manufacturing method according to the present invention is performed according to the steps shown in the flowchart shown in FIG. 3 through the manufacturing apparatus described above, wherein the order may be determined differently. For example, the step of informing the occurrence of the defective product may be performed before discharging the defective product, and may first move the
본 발명은 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 함께 권취하여 전극조립체로 제조하는 전극조립체의 제조방법으로써, 도 3 에 도시된 바와 같이, 양극(2), 음극(3), 분리막(4) 각각의 투입량(권심에서 권취될 길이)을 셋팅하는 단계; 양극(2), 음극(3), 분리막(4)의 끝단을 권심(10)에 고정시키는 단계; 상기 권심(10)을 회전시켜 양극(2), 음극(3), 분리막(4)을 함께 권취하는 단계; 상기 양극(2)과 음극(3)이 투입되는 동안 양극(2)과 음극(3) 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계; 상기 양극(2), 음극(3), 분리막(4) 각각을 절단하는 단계; 및 절단된 양극(2)의 끝단위치와 절단된 음극(3)의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 미스얼라인먼트 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함한다.The present invention is a method of manufacturing an electrode assembly by winding the positive electrode (2), the negative electrode (3), the
본 발명에서 끝단간격의 연산은 양극(2)과 음극(3) 각각이 투입될 때 회전하는 이송모터들의 회전수와 양극(2)과 음극(3) 각각을 절단하는 커터(60)의 위치를 변수로 연산된다. Calculation of the end interval in the present invention is to determine the rotational speed of the feed motor rotates when each of the positive electrode (2) and the negative electrode (3) and the position of the
한편, 본 발명의 방법에서는 커터(60)가 절단하기 이전에 셋팅된 투입량과 모니터링된(이송모터들의 회전수와 양극과 음극 각각을 절단하는 커터의 위치를 변수로 연산된) 투입량의 차이가 발생하면, 실제 투입량과 동일하거나 상대적으로 더 근접하는 모니터링된 투입량을 기준으로 차이를 보상하거나 상쇄할 수 있도록 연산된 끝단간격이 음극(3) 또는 양극(2)의 절단 위치를 달리하여 보정이 가능한지를 판단하는 단계 및 보정이 가능하면 끝단간격이 정상범위로 수정되도록 음극(3) 또는 양극(2) 중 하나 이상의 절단위치를 변경하여 절단하는 단계를 더 포함한다.On the other hand, in the method of the present invention, a difference between the input amount set before cutting the
즉, 본 발명에서는 모니터링단계 중에(또는 모니터링단계 종료 후에) 초기 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이를 비교한다. 차이가 발생하지 않거나 차이가 발생하더라도 무시될 수 있는 정도라면(미리정해진 범위 내의 차이라면) 셋팅된 값에 따라 전극(2, 3)과 분리막(4)을 절단한다. That is, the present invention compares the difference between the initially set input amount and the monitored input amount during the monitoring step (or after the monitoring step ends). If the difference does not occur or the difference may be neglected (if it is within a predetermined range), the
반면, 미리정해진 범위 보다 더 큰 차이가 발생하면, 커터(60)의 절단위치를 조절하거나 절단시점을 달리하여 차이를 상쇄시키거나 없앨 수 있는지를 수신된 정보들(양극과 음극 각각의 커터 위치, 양극과 음극 각각의 이송모터의 회전속도, 권심의 회전속도 등)을 통해 미리 정해진 로직에 따라 판단한다. 그리고, 보정이 불가능하면 원래의 셋팅값에 따라 커터(60)가 절단을 하며 불량으로 판정을 하고, 보정이 가능하면 커터(60)의 절단 위치 및/또는 절단 시점을 조절하여 투입량 차이를 상쇄하도록 절단이 이루어진다.On the other hand, if a difference greater than a predetermined range occurs, the received information (cutter position of each of the positive and negative poles can be adjusted to eliminate or eliminate the difference by adjusting the cutting position of the
그 다음으로, 최종 투입된 양극(2)과 음극(3)의 투입량을 비교하여 미스얼라이먼트 값을 도출해내고 도출된 값이 허용범위내에 있는지 여부로 불량을 판정해 낸다. 이때, 위에 설명된 바와 같이 권심(10) 근방에 추가배치되는 제3비전(80)을 통해 광학적으로 상기 미스얼라이먼트 값을 추가 계측하고 광학적으로 계측된 값과 연산을 통해 도출된 값을 비교하여 불량이 확실한지 여부를 한 번 더 검증할 수 있다. Next, a misalignment value is derived by comparing the doses of the
한편, 본 발명에서 실시되는 양극(2)과 음극(3) 각각은 집전체의 양면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포되어 제조되되, 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 유지부와 미도포된 무지부가 반복되는 구조를 갖는다. 그리고 본 발명에서는 상기 양극(2)과 음극(3) 각각에서 일면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 추가불량판정 단계를 더 포함한다.On the other hand, each of the positive electrode (2) and the negative electrode (3) implemented in the present invention is manufactured by applying a positive electrode active material or a negative electrode active material on both sides of the current collector, the holding portion and the uncoated uncoated portion coated with the positive electrode active material or negative electrode active material It has a repeating structure. In the present invention, in each of the positive electrode (2) and the negative electrode (3), whether or not the mismatch value which is the distance between the end position of the holding portion applied to one surface and the end position of the holding portion applied to the opposite surface is within a predetermined range Further comprising the additional failure determination step of determining.
그리고, 불량으로 판정되면 권심(10)에서 권취되어 제조된 전극조립체를 양품으로 판정된 전극조립체와 분리하여 배출시킨다. 분리하여 배출하는 단계에서는 양품과 불량품을 다른 위치로 배출시키는 것은 물론 불량품에 별도의 불량표식을 기입하여 배출시키는 방식 또한 포함된다.Then, when it is determined that the defect is bad, the electrode assembly wound and manufactured in the
또한, 본 발명에서는 불량으로 판정되면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 작업자가 보는 모니터에 경고창을 시각적으로 띄우거나 스피커를 통해 경고메세지를 알리는 공지의 방법 등으로 작업자에게 신속하게 불량 발생을 알릴 수 있다.In addition, the present invention may further include a step of visually or audibly alerting the occurrence of the failure when it is determined that the failure. That is, a warning window may be visually displayed on a monitor viewed by a worker or a known method of informing a warning message through a speaker may be notified to a worker of a failure quickly.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 전극조립체의 생산과 동시에 불량여부를 직접 판별해 낼 수 있으므로, 상기 전극조립체가 내장되는 이차전지의 불량률을 감소시킬 수 있다. 즉, 전극조립체의 생산공정에 있어 미스얼라이먼트불량에 의한 전극조립체의 불량 발생을 실시간으로 모니터링 할 수 있으므로 생산공정 전반의 트렌드 관리가 가능하다.According to the present invention having the above-described configuration, it is possible to directly determine whether or not defects are produced at the same time as the production of the electrode assembly, thereby reducing the defective rate of the secondary battery in which the electrode assembly is embedded. That is, in the production process of the electrode assembly, it is possible to monitor the occurrence of defects of the electrode assembly due to misalignment defects in real time, thereby enabling trend management throughout the production process.
본 발명에서는 음극(3) 및 양극(2)이 권심(10)에서 권취되는 동안 상기 음극(3) 및 양극(2)을 각각을 투입하며 회전하는 이송모터의 회전수와 커터(60)의 위치를 통해 미스얼라이먼트가 연산되므로 높은 정확도로 불량여부를 판단해 낼 수 있고, 불량이 발생하더라도 수정가능한 범위라면 불량 수정이 가능하여 제품의 불량률을 추가적으로 낮출 수 있다.In the present invention, while the
그리고, 본 발명에서는 제1비전(30)과 제2비전(40)을 포함하여 구성되므로 전극(음극과 양극)의 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 간격차이인 미스매치에 의한 불량을 추가적으로 모니터링 하며 판별할 수 있어 생산효율을 더욱 높일 수 있다. In the present invention, since the
또한, 권심(60) 근방에 배치된 제3비전(80)을 추가적으로 포함하므로, 미스얼라이먼트 및 미스매치에 의한 불량을 판단하기 전에 최종적으로 권취상태를 확인하여 불량판단의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, since the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical concept of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various implementations are possible within the scope of equivalents of the appended claims.
2 : 양극
3 : 음극
10 : 권심
20 : 이송부
30 : 제1비전
40 : 제2비전
50 : 제어부
60 : 커터
80 : 제3비전2: anode
3: cathode
10: core
20: transfer unit
30: First Vision
40: Second Vision
50: control unit
60: cutter
80: Third Vision
Claims (14)
권취되는 동안 양극, 음극, 분리막 각각의 투입량을 셋팅하는 단계;
양극, 음극, 분리막의 끝단을 권심에 고정시키는 단계;
상기 권심을 회전시켜 양극, 음극, 분리막을 함께 권취하는 단계;
상기 양극과 음극이 투입되는 동안 양극과 음극 각각의 투입상태를 모니터링하는 단계;
상기 양극, 음극, 분리막 각각을 절단하는 단계; 및
절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 불량판정 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
In the electrode assembly manufacturing method of winding an anode, a cathode, a separator together to produce an electrode assembly,
Setting a dose of each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator while being wound;
Fixing the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator to the core;
Rotating the winding core to wind the positive electrode, the negative electrode, and the separator together;
Monitoring the input state of each of the positive and negative electrodes while the positive and negative electrodes are injected;
Cutting each of the positive electrode, the negative electrode, and the separator; And
Comprising: a defect determination step of calculating the end interval which is the distance difference between the end position of the cut anode and the end position of the cut cathode, and determines the failure whether or not the calculated end interval is within a predetermined range; characterized in that it comprises a; Method for producing an electrode assembly.
상기 끝단간격의 연산은 양극과 음극 각각이 투입될 때 회전하는 이송모터들의 회전수와 양극과 음극 각각을 절단하는 커터의 위치를 변수로 연산되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
The method of claim 1,
The calculation of the end interval is a method of manufacturing an electrode assembly, characterized in that the calculation of the rotational speed of the feed motor and the position of the cutter for cutting each of the positive and negative electrodes rotated when each of the positive and negative electrodes are input.
불량으로 판정되면 권심에서 권취되어 제조된 전극조립체를 양품으로 판정된 전극조립체와 분리하여 배출시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
The method of claim 2,
And discharging the electrode assembly manufactured by winding in the core and separated from the electrode assembly which is judged to be good if it is determined to be defective.
불량으로 판정되면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
The method of claim 2,
If it is determined that the failure is a visual or audio warning of the occurrence of the failure; manufacturing method of the electrode assembly further comprising.
모니터링하는 단계에서 셋팅된 투입량과 모니터링된 투입량의 차이가 발생하면, 연산된 끝단간격이 음극 또는 양극의 절단 위치를 달리하여 보정이 가능한지를 판단하는 단계; 및
보정이 가능하면 끝단간격이 정상범위로 수정되도록 음극 또는 양극 중 하나 이상의 절단위치를 변경하여 절단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
If a difference between the set input amount and the monitored input amount occurs in the monitoring step, determining whether the calculated end interval is corrected by changing the cutting position of the negative electrode or the positive electrode; And
If the correction is possible to change the cutting position of one or more of the negative electrode or the positive electrode so that the end interval is corrected to the normal range; cutting the electrode assembly manufacturing method comprising a.
상기 양극과 음극 각각은 집전체의 양면에 양극활물질 또는 음극활물질이 도포되어 제조되되, 양극활물질 또는 음극활물질이 도포된 유지부와 미도포된 무지부가 반복되는 구조를 가지며,
상기 양극과 음극 각각에서 일면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 추가불량판정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
The method of claim 5,
Each of the positive electrode and the negative electrode has a structure in which a positive electrode active material or a negative electrode active material is coated on both sides of a current collector, and a holding portion and an uncoated uncoated portion coated with a positive electrode active material or a negative electrode active material are repeated.
An additional defect determination step of determining whether or not a mismatch value, which is a distance between an end position of the holding portion applied to one surface and an end position of the holding portion applied to the opposite surface, is within a predetermined range in each of the positive and negative electrodes; Method for producing an electrode assembly, characterized in that it comprises a.
양극과 음극 및 분리막의 끝단이 함께 고정된 상태에서 회전하여 상기 양극, 음극, 분리막을 권취하는 권심;
내장된 이송모터의 회전력으로 상기 전극을 권심으로 투입시키는 이송부;
상기 권심으로 투입되는 전극을 절단하며 권심과 이송부 사이에 배치된 커터; 및
상기 양극의 이송모터와 음극의 이송모터의 회전수, 양극의 커터 위치 및 음극의 커터 위치를 변수로 절단된 양극의 끝단위치와 절단된 음극의 끝단위치 사이의 거리차이인 끝단간격을 연산하고, 연산된 끝단간격이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 제어부;를 포함하는 전극조립체의 제조장치.
In the electrode assembly manufacturing apparatus for winding an anode, a cathode, a separator together to produce an electrode assembly,
Winding to wind the positive electrode, the negative electrode, and the separator by rotating while the ends of the positive electrode, the negative electrode, and the separator are fixed together;
A transfer unit for introducing the electrode into the core by the rotational force of the integrated transfer motor;
A cutter disposed between the core and the transfer part to cut the electrode introduced into the core; And
Calculating the end distance, which is the distance difference between the end position of the anode cut and the end position of the cut cathode, the rotational speed of the feed motor of the positive electrode and the feed motor of the negative electrode, the cutter position of the positive electrode and the cutter position of the negative electrode, And a control unit for determining a defect in whether the calculated end interval is within a predetermined range.
상기 전극이 권심을 향하도록 굽혀진 채로 이동되게 가이드하는 가이드롤러를 더 포함하고,
상기 이송부는 상기 가이드롤러와 권심 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 7, wherein
Further comprising a guide roller for guiding the electrode to be moved to bend toward the winding core,
The transfer unit is an electrode assembly manufacturing apparatus, characterized in that disposed between the guide roller and the core.
상기 가이드롤러, 이송부, 커터는 음극과 양극 각각의 공급라인에 개별적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 8,
The guide roller, the transfer unit, the cutter is an electrode assembly manufacturing apparatus, characterized in that installed separately in the supply line of the cathode and anode.
상기 커터는 권심과 이송부 사이를 활주가능한 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 8,
The cutter is an apparatus for manufacturing an electrode assembly, characterized in that the slide between the core and the transfer portion.
상기 음극과 양극 각각은 집전체의 표면에 활물질이 도포된 유지부와 활물질이 미도포된 무지부가 상하면 각각에서 계속되게 형성되고,
상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제1비전; 및 상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제2비전;을 더 포함하며,
상기 제어부는 제1비전과 제2비전의 데이터를 분석하여 권심에서 권취된 양극 또는 음극의 일측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치와 반대측 표면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치값이 미리정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량 발생여부를 추가 판정하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 7, wherein
Each of the negative electrode and the positive electrode is formed such that the holding portion coated with the active material on the surface of the current collector and the non-coating portion uncoated with the active material are continued from each other.
A first vision for sensing an end unit value of a holding part applied to one surface of the positive electrode or the negative electrode while the positive electrode or the negative electrode is injected; And a second vision for sensing an end unit value of the holding part applied to the surface of the opposite side of the positive electrode or the negative electrode while the positive electrode or the negative electrode is injected.
The control unit analyzes the data of the first vision and the second vision, the mismatch value is a distance between the end position of the holding portion applied to one surface of the positive or negative electrode wound at the core and the end position of the holding portion applied to the opposite surface An apparatus for manufacturing an electrode assembly, characterized in that additionally determine whether or not the failure occurs within a predetermined range.
상기 음극 또는 양극은 이송부에 도달하기 전에 제1비전과 제2비전을 지나도록 구성된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 11,
The cathode or the anode is an electrode assembly manufacturing apparatus, characterized in that configured to pass through the first vision and the second vision before reaching the conveyance.
상기 양극 또는 음극이 투입되는 동안 상기 양극 또는 음극의 일측 또는 반대측 한곳의 표면에 도포된 유지부의 끝단위치를 센싱하는 제3비전을 더 포함하고,
상기 제3비전은 커터와 권심 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.
The method of claim 12,
Further comprising a third vision for sensing the end unit value of the holding portion applied to the surface of one side or the opposite side of the positive or negative electrode while the positive or negative electrode is injected,
And the third vision is disposed between the cutter and the core.
상기 제어부는 불량이 발생하면 불량 발생을 시각적 또는 청각적으로 경고하는 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method according to any one of claims 8 to 13,
The control unit is an electrode assembly manufacturing apparatus, characterized in that for controlling a device for visually or auditory warning of the occurrence of a failure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180070968A KR102558461B1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Manufacturing method and apparatus for electrode stack |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180070968A KR102558461B1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Manufacturing method and apparatus for electrode stack |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190143253A true KR20190143253A (en) | 2019-12-30 |
KR102558461B1 KR102558461B1 (en) | 2023-07-24 |
Family
ID=69103331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180070968A KR102558461B1 (en) | 2018-06-20 | 2018-06-20 | Manufacturing method and apparatus for electrode stack |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102558461B1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210134166A (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-09 | 주식회사 디에스케이 | electrode cell manufacturing method of secondary battery |
WO2022154650A1 (en) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Electrode manufacturing device and electrode manufacturing method using same |
WO2022203252A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Roll map for electrode coating process, roll map creation method, and roll map creation system |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1197056A (en) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Sony Corp | Long body winding device |
JP2003323886A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inspection and measurement apparatus for intermittent coating pitch |
-
2018
- 2018-06-20 KR KR1020180070968A patent/KR102558461B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1197056A (en) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Sony Corp | Long body winding device |
JP2003323886A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inspection and measurement apparatus for intermittent coating pitch |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210134166A (en) * | 2020-04-29 | 2021-11-09 | 주식회사 디에스케이 | electrode cell manufacturing method of secondary battery |
WO2022154650A1 (en) * | 2021-01-12 | 2022-07-21 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Electrode manufacturing device and electrode manufacturing method using same |
WO2022203252A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Roll map for electrode coating process, roll map creation method, and roll map creation system |
KR20220134303A (en) * | 2021-03-26 | 2022-10-05 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Roll map in coating proecss for electrode, making up method of roll map and making up system thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102558461B1 (en) | 2023-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102465777B1 (en) | Manufacturing method and apparatus for electrode stack | |
KR101556047B1 (en) | Secondary battery | |
KR20190143253A (en) | Manufacturing method and apparatus for electrode stack | |
US11597115B2 (en) | Apparatus and method for cutting electrode sheet | |
KR101561445B1 (en) | Electrode Manufacturing Device of Novel Structure | |
CN116783744A (en) | Method and apparatus for manufacturing electrode assembly of secondary battery | |
KR20120026966A (en) | Cell controller and voltage abnormality detecting method | |
EP4120384A1 (en) | Secondary battery manufacturing method and secondary battery manufacturing device | |
JP2012225848A (en) | Film thickness distribution measurement device and film formation device | |
CN115064755B (en) | Winding method and winding system | |
EP3840098B1 (en) | Electrode assembly and inspection method therefor | |
KR20080042967A (en) | Process for preparation of jelly-roll type electrode assembly having improved contact intensity by static electricity | |
KR20200058956A (en) | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell | |
KR20210048327A (en) | Defect Inspection Method of Electrode for Secondary Battery, Method of Discriminating and Removing Defective Electrode, And Defect Inspection Apparatus of Electrode for Secondary Battery | |
KR20130120745A (en) | Roll-press system for secondary battery | |
EP4123778B1 (en) | Stacking inspection apparatus for electrode plate or unit cell | |
KR101789854B1 (en) | System for judging a skew fail in a secondary battery and method thereof | |
KR20220087099A (en) | Electrode sheet driving system and driving method for preventing wave of electrode sheet | |
KR20210134166A (en) | electrode cell manufacturing method of secondary battery | |
KR20220010167A (en) | Electrode assembly manufacturing equipment and mauufacturing method of electrode assembly | |
CN114152205B (en) | Detection method of battery pole piece | |
KR102259234B1 (en) | Separation film tension and edge position control of secondary battery stacking apparatus | |
EP4376136A1 (en) | Unit cell manufacturing apparatus and manufacturing method | |
EP4249904A1 (en) | Device and method for detecting internal defect of battery cell by using tdr | |
KR102406005B1 (en) | Flagforming device after laser notching of secondary batteries for electric vehicles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |