KR20200008254A

KR20200008254A - 전극 절단 장치

Info

Publication number: KR20200008254A
Application number: KR1020180082156A
Authority: KR
Inventors: 이병규
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-07-16
Filing date: 2018-07-16
Publication date: 2020-01-28
Also published as: KR102503008B1

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전극 절단 장치는 금속으로 제조되며, 상기 전극을 수직으로 향하는 방향과 나란한 제1 축 및 상기 제1 축과 직교하며 상기 전극의 절단 라인과 나란한 제2 축을 포함하는 가상의 평면을 기준으로, 전극을 절단하는 면이 대칭을 형성하고, 상기 제1 축을 따라 이동하며 전극을 절단하는 상측 블레이드; 상기 상측 블레이드의 양 단을 각각 지지하는 한 쌍의 홀더; 및 상기 상측 블레이드가 상기 전극을 향해 이동할 때 상기 전극을 지지하고, 상기 상측 블레이드와 함께 상기 전극을 절단하는 하측 블레이드를 포함한다.

Description

전극 절단 장치{The Apparatus For Cutting Electrode}

본 발명은 전극 절단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절단되는 전극의 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지하는 전극 절단 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.

이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.

전극 조립체(Electrode Assembly)는 전극 탭(Electrode Tab)을 포함한다. 전극 탭은 전극 조립체의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 전극 조립체의 외부로 돌출되어, 전극 조립체의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로가 된다. 전극 조립체의 전극 집전체는 슬러리가 도포된 부분과 슬러리가 도포되지 않은 말단 부분, 즉 무지부로 구성된다. 그리고 전극 탭은 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수도 있다.

일반적으로 이러한 양극 및 음극 등의 전극을 제조하기 위해, 로더(Loader)가 권취된 전극 집전체를 귄출하면, 컨베이어(Conveyor)가 전극 집전체를 이송하면서 슬러리가 도포되고 전극 탭이 형성된다. 그리고, 전극 절단 장치가 이를 일정 크기로 절단함으로써, 전극을 제조할 수 있다. 따라서, 전극을 제조하는 과정에서, 전극을 일정 크기로 절단하는 전극 절단 장치가 반드시 필요하다.

도 1은 종래의 전극 절단 장치(3)를 측면에서 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래의 전극 절단 장치(3)를 이용하여 절단한 전극(4)의 일측(41)을 자세히 나타낸 확대도이다.

종래에는 상측 블레이드(31)를 첨예하게 형성하기 위해, 상측 블레이드(31)의 하측에 경사면(311)을 형성하였다. 그런데, 상측 블레이드(31)의 하측에 경사면(311)만이 존재하는 경우, 상측 블레이드(31)가 하강할 때 하측 블레이드(32)의 상단과 간섭 및 충돌이 발생한다면, 상측 블레이드(31) 하단의 이가 파손될 수 있다.

이를 방지하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(31)의 하단에 경사면(311)뿐만 아니라, 상기 전극(4)과 평행한 하면(312)을 상기 경사면(311)으로부터 연장 형성하였다. 다만, 하면(312)의 폭이 너무 넓다면 상측 블레이드(31)가 무뎌지므로, 하면(312)의 폭을 최대한 좁게 형성해야 한다. 그리고 실제 공정상으로는 하면(312)의 폭을 0.1 mm보다 작게 제조하는 것이 용이하지 않다. 따라서, 일반적으로 상기 하면(312)의 폭을 대략 0.1 mm로 형성하였다.

그런데 전극(4)이 절단된 후에도, 상측 블레이드(31)는 관성에 의해 일정 거리만큼 더 하강한다. 이 때 상측 블레이드(31)의 상기 경사면(311)이, 도 1에 도시된 바와 같이 절단된 전극(4)의 일측(41)에 압력 또는 마찰력을 인가한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 전극(4)의 일측(41)이 상기 압력 또는 마찰력을 받아 파손되거나 손상되는 문제가 있었다.

또한, 종래의 상측 블레이드(31)는 전극(4)을 절단하는 과정에서 이탈하는 것을 방지하기 위해, 전극 절단 장치(3)에 견고하게 고정되어 있다. 따라서, 상측 블레이드(31)가 노후화되는 경우에는, 이를 교체하는 것이 용이하지 않은 문제도 있었다.

일본공개공보 제2003-025136호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 절단되는 전극의 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지하는 전극 절단 장치를 제공하는 것이다.

또한, 노후화된 상측 블레이드를 용이하게 교체할 수 있는 전극 절단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한, 상기 홀더는, 상기 상측 블레이드의 양 단을 각각 고정하며, 상기 제1 축을 따라 이동하면서 상기 상측 블레이드를 이동시킬 수 있다.

또한, 상기 홀더는, 상기 제2 축을 따라 이동할 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 홀더는, 서로를 향하는 방향의 반대 방향으로 이동할 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 적어도 일부가 판 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 상기 판 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm일 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 적어도 일부가 와이어 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 상기 와이어 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm일 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 표면에 절삭용 입자가 코팅된 와이어 소우(Wire Saw)일 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 상기 제1 축 및 상기 제2 축에 직교하며 상기 전극과 평행한 제3 축을 중심으로 회전하여, 경사를 형성할 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드의 양 단을 권취한 상태로 회전함으로써, 상기 상측 블레이드를 권취 또는 권출하는 한 쌍의 롤러를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 롤러는, 상기 홀더의 외측에 각각 고정될 수 있다.

또한, 상기 상측 블레이드는, 상기 양 단이 상기 홀더를 관통하여 상기 롤러에 권취될 수 있다.

또한, 상기 한 쌍의 롤러는, 상기 상측 블레이드를 권취하는 제1 롤러; 및 상기 상측 블레이드를 권출하는 제2 롤러를 포함할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

상측 블레이드의 경사면이 존재하지 않아, 전극이 절단될 때 상측 블레이드의 경사면에 의해 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상측 블레이드의 양 단이 롤러에 권취되어, 롤러가 회전함으로써 노후화된 상측 블레이드를 용이하게 교체할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 종래의 전극 절단 장치를 측면에서 나타낸 개념도이다.
도 2는 종래의 전극 절단 장치를 이용하여 절단한 전극의 일측을 자세히 나타낸 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치를 측면에서 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치가 전극을 절단하는 모습을 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치가 전극의 절단을 완료한 모습을 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치를 이용하여 절단한 전극의 일측을 자세히 나타낸 확대도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치의 상측 블레이드가 노후화된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치의 상측 블레이드가 교체되는 모습을 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치의 상측 블레이드의 교체가 완료된 모습을 나타낸 정면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 절단 장치의 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)는 상측 블레이드(11)에 경사면이 존재하지 않아, 전극(2)이 절단될 때 상측 블레이드(11)의 경사면에 의해 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상측 블레이드(11)의 양 단이 롤러(14)에 권취되어, 롤러(14)가 회전함으로써 노후화된 상측 블레이드(11)를 용이하게 교체할 수 있다.

이를 위해 전극 절단 장치(1)는, 금속으로 제조되며, 상기 전극(2)을 수직으로 향하는 방향과 나란한 제1 축(101) 및 상기 제1 축(101)과 직교하며 상기 전극(2)의 절단 라인과 나란한 제2 축(102)을 포함하는 가상의 평면을 기준으로, 전극(2)을 절단하는 면이 대칭을 형성하고, 상기 제1 축(101)을 따라 이동하며 전극(2)을 절단하는 상측 블레이드(11); 상기 상측 블레이드(11)의 양 단을 각각 지지하는 한 쌍의 홀더(13); 및 상기 상측 블레이드(11)가 상기 전극(2)을 향해 이동할 때 상기 전극(2)을 지지하고, 상기 상측 블레이드(11)와 함께 상기 전극(2)을 절단하는 하측 블레이드(12)를 포함한다. 또한, 전극 절단 장치(1)는 상기 상측 블레이드(11)의 양 단을 권취한 상태로 회전함으로써, 상기 상측 블레이드(11)를 권취 또는 권출하는 한 쌍의 롤러(14)를 더 포함할 수 있다.

상측 블레이드(11)는 금속으로 제조되고, 전극(2)을 수직으로 향하는 방향과 나란한 제1 축(101)을 따라 직선 이동한다. 또한, 상기 제1 축(101)과 직교하며 상기 전극(2)의 절단 라인과 나란한 제2 축(102)을 따라서도 직선 이동할 수 있다. 도 3에서는 전극(2)이 수평 방향으로 이송되므로, 제1 축(101)은 전극(2)을 수직으로 향하는 방향, 즉 상하 방향으로 길게 도시되어 있다. 따라서 상측 블레이드(11)는 상하 방향으로 직선 이동할 수 있다. 또한, 도 3에서는 제2 축(102)이 전극(2)의 절단 라인과 나란한 방향, 즉 좌우 방향으로 길게 도시되어 있다. 따라서 상측 블레이드(11)는 좌우 방향으로도 직선 이동할 수 있다.

이하, 제1 축(101)은 상하 방향으로 길게 형성되고, 제2 축(102)은 좌우 방향으로 길게 형성되는 것으로 설명하나, 이에 제한되지 않고 전극(2)의 이송 방향 또는 전극(2)의 절단 라인에 따라, 제1 축(101) 및 제2 축(102)은 다양한 방향으로 형성될 수 있다. 다만, 제1 축(101)은 상측 블레이드(11)의 중심을 관통하고, 제1 축(101) 및 제2 축(102)은 서로 직교하는 것이 바람직하다.

상측 블레이드(11)는 적어도 일부가 넓고 얇은 판 형상을 가진다. 이 때, 상측 블레이드(11)는 전체적으로 넓고 얇은 판 형상을 가질 수도 있으나, 일부만이 판 형상을 가질 수도 있다. 또한, 상측 블레이드(11)의 상기 판 형상을 가지는 부분은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상대적으로 넓은 면이 정방을 향하고, 상대적으로 얇은 측면이 하방을 향한다. 그리고 상기 하방을 향하는 얇은 측면을 이용하여 전극(2)을 절단한다. 이하, 상측 블레이드(11) 전체가 판 형상을 가지는 것으로 설명하고, 상기 상대적으로 얇은 측면이 상측 블레이드(11)의 하면인 것으로 설명하나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다.

전극(2)이 이송되면, 상측 블레이드(11)가 상방에서 하방으로 이동하고, 상기 얇은 측면을 이용하여 전극(2)을 절단한다. 이 때, 상기 전극(2)을 수직으로 향하는 방향과 나란한 제1 축(101) 및 상기 제1 축(101)과 직교하며 상기 전극(2)의 절단 라인과 나란한 제2 축(102)을 포함하는 가상의 평면을 형성하면, 상기 전극(2)을 절단하는 얇은 측면은, 상기 가상의 평면을 기준으로 대칭을 형성한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상측 블레이드(11)의 전극(2)을 절단하는 얇은 측면은 경사면이 존재하지 않는다. 따라서, 전극(2)의 일측이 압력 또는 마찰력을 받지 않으므로, 상기 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상측 블레이드(11)는, 제1 축(101) 및 제2 축(102)에 직교하며 상기 전극(2)과 평행한 제3 축(103)을 중심으로 회전하여, 경사를 형성한다. 따라서, 전극(2)을 더욱 예리하게 절단할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.

하측 블레이드(12)는 상측 블레이드(11)가 전극(2)을 향해 이동할 때, 전극(2)을 지지한다. 그리고 상측 블레이드(11)와 함께 상기 전극(2)을 절단한다. 이 때, 하측 블레이드(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 직육면체의 형상을 가질 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 상면이 첨예하게 형성되는 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

한 쌍의 홀더(13)는 도 3에 도시된 바와 같이 전극(2)의 양 외측에 배치되어, 상측 블레이드(11)의 양 단을 각각 지지한다. 홀더(13)는 상측 블레이드(11)의 양 단을 각각 견고하게 고정한 채로, 제1 축(101)을 따라 직접 이동함으로써, 상측 블레이드(11)를 이동시킬 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 홀더(13)는 고정되어 이동하지 않고, 홀더(13) 내부 또는 외부에 별도의 승강 장치가 마련되어, 승강 장치가 상측 블레이드(11)를 이동시킬 수도 있다. 이 때, 홀더(13)에는 상측 블레이드(11)를 가이드하는 가이드 홀이 형성되어, 상측 블레이드(11)는 이러한 가이드 홀을 따라 상하 방향으로 이동할 수 있다.

한 쌍의 롤러(14)는 상측 블레이드(11)의 양 단을 권취한다. 그리고 이러한 롤러(14)가 회전하여 상측 블레이드(11)를 권취 또는 권출함으로써 노후화된 상측 블레이드(11)를 용이하게 교체할 수 있다. 상기 롤러(14)에 대한 자세한 설명은 후술한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)를 측면에서 나타낸 개념도이다.

상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 블레이드(11)의 상기 전극(2)을 절단하는 얇은 측면, 즉 하면은 상기 가상의 평면을 기준으로 대칭을 형성한다. 여기서, 상기 가상의 평면은 제1 축(101) 및 제2 축(102)을 동시에 포함하는 평면이며, 제1 축(101)은 상측 블레이드(11)의 하면의 중심을 관통한다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11)가 하강하여 전극(2)과 접촉하는 지점은, 하측 블레이드(12)가 전극(2)을 지지하는 면의 일단과 근접한 것이 바람직하다. 하측 블레이드(12)가 전극(2)을 상방으로 지지하는 수직항력과, 상측 블레이드(11)가 하강할 때 전극(2)에 가하는 힘은, 작용 방향이 서로 반대이다. 이 때, 서로 작용점 사이의 거리가 짧을수록 모멘트가 작으므로, 전극(2)이 회전하거나 정위치에서 이탈하지 않고 절단 라인을 따라 절단될 수 있기 때문이다.

이를 위해, 상측 블레이드(11)의 하면에서, 하측 블레이드(12)를 향하는 방향에 경사면이 존재하지 않는다. 그런데, 하면은 상기 가상의 평면을 기준으로 대칭을 형성하므로, 하측 블레이드(12)를 향하는 방향의 반대 방향에도 경사면이 존재하지 않는다. 따라서, 상측 블레이드(11)의 하면에는 경사면이 존재하지 않아 전극(2)의 일측이 압력 또는 마찰력이 받지 않으므로, 상기 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상측 블레이드(11)는 상기 판 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm일 수 있다. 종래의 상측 블레이드(31)는 하면(312)을 제조하기 위해, 절삭공정 등 별도의 공정을 수행해야 한다. 그런데 실제 공정상으로는 하면(312)의 폭을 0.1 mm보다 작게 제조하는 것이 용이하지 않다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 상측 블레이드(11)는 적어도 일부가 넓은 판 형상을 가지므로, 두께를 0.1 mm 보다 작게, 특히 0.02 mm까지 제조할 수 있다. 따라서, 상측 블레이드(11)가 더욱 첨예할 수 있어, 전극(2)을 더욱 예리하게 절단할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)의 정면도이다.

상측 블레이드(11)는 제3 축(103)을 중심으로 회전하여, 경사를 형성한다. 제3 축(103)은 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 제1 축(101) 및 제2 축(102)에 함께 직교하며 상기 전극(2)과 평행한 방향과 나란하다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11)는 홀더(13)에 지지되는 양 단의 높이가 상이하다. 이 때, 상기 제3 축(103)은 상측 블레이드(11)의 중심을 관통한다.

상측 블레이드(11)는 제1 축(101)을 따라, 특히 상하 방향으로 이동하며 전극(2)을 절단한다. 이 때, 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하므로, 상측 블레이드(11)는 매우 빠른 속도로 이동하여야, 운동에너지가 크게 증가하여 전극(2)을 용이하게 절단할 수 있다. 만약, 상측 블레이드(11)의 무게가 무겁다면, 위치에너지는 무게에 비례하므로, 상측 블레이드(11)가 상방에 위치할 때의 위치에너지가 크다. 따라서, 하방으로 단순히 자유낙하만을 하더라도, 변환되는 운동에너지도 크므로, 전극(2)을 용이하게 절단할 수 있다. 그러나, 상측 블레이드(11)가 무게가 가볍다면, 위치에너지가 크지 않다. 따라서, 홀더(13)가 상측 블레이드(11)를 상방에서 하방으로 이동시킬 때, 별도의 동력 장치가 동력을 인가하여 운동에너지를 증가시키는 것이 바람직하다. 이러한 별도의 동력 장치로는, 유압식 또는 공압식 프레스, 전기 모터 등 제한되지 않고 다양한 장치를 포함할 수 있다.

한편, 만약 상측 블레이드(11)가 경사를 형성하지 않아, 상측 블레이드(11)의 하면이 전극(2)과 평행하게 배치된다면, 상측 블레이드(11)가 하방으로 이동하였을 때 하면이 전극(2)을 단순히 타격한다. 그러면, 상측 블레이드(11)의 하면과 전극(2)이 접촉하는 면적이 상대적으로 넓어, 상기 운동에너지가 분산되고, 전극(2)이 예리하게 절단되지 않을 수 있다.

상측 블레이드(11)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 축(102)을 따라, 즉 좌우 방향으로도 이동할 수 있다. 따라서, 상측 블레이드(11)가 하방으로 이동하여 전극(2)을 절단하기 전에, 한 쌍의 홀더(13)는 제2 축(102)을 따라, 서로를 향하는 방향의 반대 방향으로 이동할 수 있다. 그러면, 상측 블레이드(11)의 전극(2)을 절단하는 얇은 측면에 장력이 인가된다. 이와 같이 장력이 인가된 상태에서, 상측 블레이드(11)가 하방으로 이동함으로써 전극(2)을 절단한다. 따라서, 상측 블레이드(11)가 파손되지 않고 전극(2)을 더욱 용이하게 절단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)가 전극(2)을 절단하는 모습을 나타낸 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상측 블레이드(11)가 제3 축(103)을 중심으로 회전하여 경사를 형성하므로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11)의 하면과 전극(2)이 접촉하는 면적이 상대적으로 좁다. 따라서, 상기 운동에너지가 상기 하면과 전극(2)의 접촉하는 부분에 집중될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11)가 하방으로 이동하면서, 전극(2)이 좌측에서 우측으로 절단되고, 상기 하면과 전극(2)이 접촉하는 부분도 좌측에서 우측으로 이동한다. 그리고 상측 블레이드(11)의 두께는 매우 얇게 제조될 수 있으므로, 상측 블레이드(11)의 얇은 측면은 매우 첨예할 수 있다. 따라서, 전극(2)이 예리하게 절단될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)가 전극(2)의 절단을 완료한 모습을 나타낸 정면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)를 이용하여 절단한 전극(2)의 일측을 자세히 나타낸 확대도이다.

상측 블레이드(11)가 완전히 하방으로 이동하면, 전극(2)이 절단된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기술한 바와 같이, 상측 블레이드(11)의 하면에는 경사면이 전혀 존재하지 않는다. 따라서, 전극(2)의 일측이 압력 또는 마찰력이 받지 않으므로, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 일측이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)의 상측 블레이드(11)가 노후화된 모습을 나타낸 정면도이다.

한편, 전극 절단 장치(1)가 노후화되면, 도 9에 도시된 바와 같이 상측 블레이드(11)의 하면, 즉 전극(2)을 절단하는 얇은 측면이 첨예하지 않고 무뎌질 수 있다. 또는, 잦은 마찰 및 충돌에 의해 상측 블레이드(11) 하단의 이가 파손될 수도 있다.

이러한 경우에는 상측 블레이드(11)를 교체하여야 한다. 그러나, 종래의 상측 블레이드(31)는 전극(4)을 절단하는 과정에서 이탈하는 것을 방지하기 위해, 전극 절단 장치(3)에 견고하게 고정되어 있었다. 따라서, 노후된 상측 블레이드(31)를 고정하는 고정부재들을 모두 제거한 후 노후된 상측 블레이드(31)를 탈착하고, 새로운 상측 블레이드(31)로 교체하여 고정부재들로 다시 상측 블레이드(31)를 고정시키는 작업을 수행하였다. 그런데 이러한 작업들이 상당히 번거로워, 노후화된 상측 블레이드(31)를 교체하는 것이 용이하지 않은 문제가 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)는, 상기 상측 블레이드(11)의 양 단을 권취한 상태로 회전함으로써, 상기 상측 블레이드(11)를 권취 또는 권출하는 한 쌍의 롤러(14)를 더 포함할 수 있다.

한 쌍의 롤러(14)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11)가 경사를 형성한 만큼, 직립한 상태에서 경사를 형성하여 홀더(13)에 설치되어, 상측 블레이드(11)의 양 단을 권취한다. 만약 홀더(13)가 직접 제1 축(101)을 따라 이동하여 상측 블레이드(11)를 이동시킨다면, 상기 롤러(14)는 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 한 쌍의 홀더(13)의 외측에 각각 고정되는 것이 바람직하다. 그리고 상측 블레이드(11)의 양 단은 상기 홀더(13)를 관통함으로써 지지되고, 홀더(13)를 관통한 상기 양 단은 홀더(13)의 외측에 각각 형성된 롤러(14)에, 각각 권취될 수 있다. 그러나 만약, 홀더(13)가 직접 이동하지 않고 별도의 승강 장치가 마련된다면, 승강 장치가 상측 블레이드(11)뿐만 아니라 롤러(14)도 함께 이동시킬 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)의 상측 블레이드(11)가 교체되는 모습을 나타낸 정면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 절단 장치(1)의 상측 블레이드(11)의 교체가 완료된 모습을 나타낸 정면도이다.

노후화된 상측 블레이드(11)를 교체하기 위해, 상측 블레이드(11)의 양 단이 권취된 한 쌍의 롤러(14)는 상측 블레이드(11)를 권취하는 제1 롤러(141) 및 상측 블레이드(11)를 권출하는 제2 롤러(142)를 포함한다. 즉, 한 쌍의 롤러(14) 중 제1 롤러(141)는, 이미 상측 블레이드(11)가 권취된 상태에서, 상측 블레이드(11)를 더 권취하는 방향으로 회전한다. 그리고, 상기 한 쌍의 롤러(14) 중 제2 롤러(142)는, 상기 상측 블레이드(11)를 권출하는 방향으로 회전한다. 그러면 상측 블레이드(11)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 롤러(142)에서 제1 롤러(141)를 향해 이동한다. 이 때, 제2 롤러(142)에 권취되어 있던 상측 블레이드(11)는 전극(2)을 절단하는데 사용되지 않은 새로운 상측 블레이드(11)이다. 따라서, 상측 블레이드(11)가 노후화되더라도, 롤러(14)가 회전하여 상측 블레이드(11)를 권취 또는 권출함으로써, 도 11에 도시된 바와 같이 노후화된 상측 블레이드(11)를 용이하게 교체할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 절단 장치(1a)의 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상측 블레이드(11)는 적어도 일부가 넓고 얇은 판 형상을 가진다. 그런데, 판 형상을 가지는 경우에는 상측 블레이드(11)의 권취 또는 권출 방향이 제한된다. 따라서, 롤러(14)의 회전 방향도 제한되어, 롤러(14)가 홀더(13)에 설치되는 방향 또한 제한된다.

그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상측 블레이드(11a)는 적어도 일부가 와이어 형상을 가진다. 따라서, 상측 블레이드(11a)의 권취 또는 권출 방향이 자유로우며, 롤러(14a)가 홀더(13)에 설치되는 방향도 자유롭다. 즉, 롤러(14a)는 본 발명의 일 실시예와 같이, 상측 블레이드(11a)가 경사를 형성한 만큼, 직립한 상태에서 경사를 형성하여 홀더(13)에 설치될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 도 12에 도시된 바와 같이, 상측 블레이드(11a)가 횡와 상태에서 홀더(13)에 설치될 수도 있다. 이 때, 롤러(14a)는 경사를 형성할 필요가 없으므로, 홀더(13)에 롤러(14a)를 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 상측 블레이드(11a)의 권취 또는 권출 방향이 자유로우므로, 더욱 용이하게 상측 블레이드(11a)를 권취 또는 권출할 수 있다.

한편, 상측 블레이드(11a)는 상기 와이어 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm일 수 있다. 따라서, 상측 블레이드(11a)가 더욱 첨예할 수 있어, 전극(2)을 더욱 예리하게 절단할 수 있다.

또한, 상측 블레이드(11a)는 표면에 절삭용 입자가 코팅된 와이어 소우(Wire Saw)일 수 있다. 즉, 상측 블레이드(11a)가 하방으로 빠르게 이동하면서, 전극(2)을 일격에 절단할 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 상측 블레이드(11a)가 짧은 간격으로 왕복 운동하여 전극(2)을 절삭함으로써, 전극(2)을 절단할 수도 있다. 절삭용 입자는 제한되지 않고 다양할 수 있으나, 높은 마찰에도 마모가 적기 위해, 다이아몬드와 같이 경도가 높은 입자인 것이 바람직하다. 그리고 이러한 와이어 소우를 제조하기 위해, 금속 재질로 제조된 와이어의 표면을 열처리하여 연질의 페라이트 조직으로 변화시키거나, 다른 금속층, 예를 들어 니켈(Ni)로 적어도 1회 코팅한 후, 다이아몬드 입자 등의 절삭용 입자를 물리적으로 전착시킬 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1, 3: 전극 절단 장치 2, 4: 전극
11, 31: 상측 블레이드 12, 32: 하측 블레이드
13: 홀더 14: 롤러
41: 전극의 일측 101: 제1 축
102: 제2 축 103: 제3 축
141: 제1 롤러 142: 제2 롤러
311: 경사면 312: 하면

Claims

금속으로 제조되며, 상기 전극을 수직으로 향하는 방향과 나란한 제1 축 및 상기 제1 축과 직교하며 상기 전극의 절단 라인과 나란한 제2 축을 포함하는 가상의 평면을 기준으로, 전극을 절단하는 면이 대칭을 형성하고, 상기 제1 축을 따라 이동하며 전극을 절단하는 상측 블레이드;
상기 상측 블레이드의 양 단을 각각 지지하는 한 쌍의 홀더; 및
상기 상측 블레이드가 상기 전극을 향해 이동할 때 상기 전극을 지지하고, 상기 상측 블레이드와 함께 상기 전극을 절단하는 하측 블레이드를 포함하는, 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 홀더는,
상기 상측 블레이드의 양 단을 각각 고정하며, 상기 제1 축을 따라 이동하면서 상기 상측 블레이드를 이동시키는 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 홀더는,
상기 제2 축을 따라 이동하는, 전극 절단 장치.
제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 홀더는,
서로를 향하는 방향의 반대 방향으로 이동하는, 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
적어도 일부가 판 형상을 가지는, 전극 절단 장치.
제5항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
상기 판 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm인, 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
적어도 일부가 와이어 형상을 가지는, 전극 절단 장치.
제7항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
상기 와이어 형상을 가지는 부분이 두께가 0.02 내지 0.1 mm인, 전극 절단 장치.
제7항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
표면에 절삭용 입자가 코팅된 와이어 소우(Wire Saw)인, 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
상기 제1 축 및 상기 제2 축에 직교하며 상기 전극과 평행한 제3 축을 중심으로 회전하여, 경사를 형성하는, 전극 절단 장치.
제1항에 있어서,
상기 상측 블레이드의 양 단을 권취한 상태로 회전함으로써, 상기 상측 블레이드를 권취 또는 권출하는 한 쌍의 롤러를 더 포함하는 전극 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 롤러는,
상기 홀더의 외측에 각각 고정되는, 전극 절단 장치.
제12항에 있어서,
상기 상측 블레이드는,
상기 양 단이 상기 홀더를 관통하여 상기 롤러에 권취되는, 전극 절단 장치.
제11항에 있어서,
상기 한 쌍의 롤러는,
상기 상측 블레이드를 권취하는 제1 롤러; 및
상기 상측 블레이드를 권출하는 제2 롤러를 포함하는, 전극 절단 장치.