KR20200011228A - 전극 활물질 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템 - Google Patents

전극 활물질 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 활물질 길이 측정 장치는, 코팅부에 의해 전극 집전체 상에 전극 활물질이 코팅되어 형성된 전극을 권취하는 권취부; 상기 전극 상에 배치되어 상기 전극 집전체까지의 거리(D1) 및 상기 전극 활물질까지의 거리(D2)를 측정하는 거리를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 거리 측정부에 의해 측정된 거리에 관한 정보 및 상기 전극의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질의 길이(L)를 산출하는 제어부; 를 포함한다.

Description

전극 활물질 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템{Device for measuring length of electrode active material and manufacturing system for electrode of secondary battery comprising the same}
본 발명은, 전극 활물질 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 거리 측정부를 이용하여 전극 집전체 상에 도포된 활물질의 길이를 연속적으로 측정하고 이를 기준 값과 비교하여 길이 불량의 발생 여부 및 길이 불량이 발생된 전극 활물질의 위치 정보를 얻을 수 있도록 구성된 전극 활물질 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템에 관한 것이다.
이차전지는 통상적으로 전극조립체가 케이스 내에 수용된 형태를 가지며, 케이스 내에 수용되는 전극조립체는 양극, 세퍼레이터 및 음극이 적어도 1회 이상 적층된 형태를 갖는다. 또한, 양극 및 음극은, 전극 집전체 및 그 일 면 또는 양 면 상에 일정 길이로 코팅된 전극 활물질을 포함한다.
양극 또는 음극을 대량으로 제조하기 위해서는, 롤투롤(Roll to roll) 방식으로 이송되는 전극 집전체 원단의 일 면 또는 양 면 상에 코터를 이용하여 전극 활물질을 미리 정해진 길이로 반복적으로 도포한 이 후에 건조 과정을 거친다. 이처럼 건조 과정까지 마친 이 후, 이웃하는 전극 활물질 사이마다 형성된 무지부, 즉 전극 활물질이 도포되지 않은 영역에서 전극의 절단이 이루어지게 되며, 절단된 각각의 전극을 이용하여 전극조립체가 제조된다.
이처럼 전극조립체를 구성하는 전극에 있어서 집전체 상에 도포된 전극 활물질의 양은 이차전지의 용량을 결정하는 중요한 요소로 작용한다. 또한, 생산하고자 하는 이차전지의 규격에 맞게 전극 활물질의 도포 길이가 정해져 있기 때문에 전극 활물질의 도포 길이가 미리 정해진 길이보다 길거나 짧게 형성되는 경우 이차전지의 용량이나 조립 품질 등에 부정적인 영향을 미칠 수 있게 된다.
이처럼 이차전지의 품질에 영향을 미칠 수 있는 전극 활물질의 도포량을 정확히 맞추기 위해서, 종래에는 전극 활물질의 도포 및 건조 등의 공정을 마친 후에, 작업자가 직접 전극 활물질의 길이를 수동으로 측정하였다. 또한, 측정 결과 정해진 길이를 초과하거나 정해진 길이에 미달되는 전극 활물질에 대해서는 불량 발생 영역으로 표시를 하고 전극 원단을 컷팅하여 얻어진 단위 전극들 중에서 불량 발생 영역에서 얻어진 전극은 전극 조립체 제조 시에 제외시키는 방식으로 품질을 관리해 왔다.
그러나, 이와 같이 전극 활물질의 길이를 작업자가 직접 측정하는 방식을 채택하는 경우, 이차전지 제조를 위한 공정의 자동화에 방해 요소로 작용하여 공정 시간이 늘어나고, 또한 수동으로 길이를 측정하는 것은 그 정확성에 한계가 있기 때문에 불량 전극을 정확히 선별해 내는 데에 있어서도 어려움이 있었다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 전극 활물질의 길이를 자동으로 측정하여 전극 활물질의 길이 불량 여부를 정확히 판별 할 수 있을 뿐만 아니라, 전극 활물질의 길이 불량이 존재하는 영역의 위치 또한 자동으로 파악할 수 있도록 하는 전극 활물질의 길이 측정 장치 및 이를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 이처럼 전극 활물질의 길이 측정 및 불량 발생 위치의 파악이 자동으로 이루어지도록 하고, 측정된 길이에 관한 정보 및 불량 발생 위치에 관한 정보를 피드백 하여 코팅부에서 활물질 슬러리 토출 유지 시간 등의 조절을 통해 전극 활물질의 길이를 자동으로 조절할 수 있도록 하는 이차전지용 전극 제조 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 활물질 길이 측정 장치는, 코팅부에 의해 전극 집전체 원단 상에 전극 활물질이 코팅되어 형성된 전극 원단을 권취하는 권취부; 상기 전극 원단 상에 배치되어 상기 전극 집전체 원단까지의 거리(D1) 및 상기 전극 활물질까지의 거리(D2)를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 거리 측정부에 의해 측정된 거리에 관한 정보 및 상기 전극 원단의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질의 길이(L)를 산출하는 제어부; 를 포함한다.
상기 전극 활물질의 길이는, L = V ⅹ T (단, V는 권취부에 의한 전극의 권취 속도이고, T는 거리 측정부에 의해 측정된 거리가 D1에서 D2로 바뀌는 시점에서부터 다시 D2에서 D1으로 바뀌는 시점까지의 시간을 의미하는 것임)와 같은 계산식에 의해 산출될 수 있다.
상기 제어부는, 산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 저장할 수 있다.
상기 권취부는 권취된 전극 원단의 길이에 대한 정보를 제어부로 제공하고, 상기 제어부는 상기 활물질 길이 불량이 발생된 시점과 상기 권취된 전극 원단의 길이를 이용하여 상기 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 결정할 수 있다.
상기 전극 활물질 길이 측정 장치는, 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보에 따라 길이 불량이 발생된 전극 활물질 상에 식별 표시를 하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 기 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 상기 코팅부의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
한편, 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차저지용 전극 제조 시스템은, 전극 집전체 원단을 권출하는 권출부; 전극 집전체 상에 전극 활물질이 코팅되어 형성된 전극 원단을 권취하는 권취부; 전극 집전체 원단의 일 면 또는 양 면 상에 전극 활물질을 코팅하는 코팅부; 코팅된 상기 전극 활물질을 건조시키는 건조부; 상기 전극 원단 상에 배치되어 상기 전극 집전체 원단까지의 거리(D1) 및 상기 전극 활물질까지의 거리(D2)를 측정하는 거리 측정부; 및 상기 거리 측정부에 의해 측정된 거리에 관한 정보 및 상기 전극의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질의 길이(L)를 산출하는 제어부; 를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 활물질의 길이를 자동으로 측정할 수 있게 되고, 이에 따라 전극 활물질의 길이가 정확하게 형성되었는지 여부를 판별 할 수 있게 될 뿐만 아니라, 전극 활물질의 길이 불량이 존재하는 영역의 위치 또한 자동으로 파악할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 활물질의 길이에 관한 정보 및 불량 발생 위치에 관한 정보를 피드백 하여 코팅부에서 활물질 슬러리 토출 유지 시간 등의 조절을 통해 전극 활물질의 길이를 자동으로 조절할 수 있고, 또한 길이 불량이 발생된 전극 활물질이 포함된 영역을 전극 조립체의 제조 시에 제외시킬 수 있게 된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 적용되는 전극 활물질 길이 측정 장치 및 코팅부를 나타내는 블록도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 거리 측정부를 이용하여 전극 활물질의 길이를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 개념도이다.
도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 적용되는 전극 활물질 길이 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 적용되는 전극 활물질 길이 측정 장치 및 코팅부를 나타내는 블록도이며, 도 3은 본 발명에 따른 거리 측정부를 이용하여 전극 활물질의 길이를 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 권출부(10), 권취부(20), 코팅부(30), 건조부(40), 거리 측정부(50) 및 제어부(60)를 포함한다. 상기 거리 측정부(50), 제어부(60) 및 권취부(20)는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 활물질 길이 측정 장치(100)를 구성한다.
상기 권출부(10)는, 이차전지의 전극 제조에 사용되는 전극 집전체 원단(C)을 감아두었다가 권출하여 공급하는 것으로서, 롤(roll) 형태로 제공될 수 있다. 권출부(10)에 의해 공급되는 전극 집전체 원단(C)은, 양극 집전체의 경우에는 알루미늄 포일(foil)이 이용될 수 있으며, 음극 집전체의 경우에는 구리 포일(foil)이 이용될 수 있다.
상기 권취부(20)는, 전극 활물질(A)이 코팅된 전극 원단(E)을 회수하는 것으로서, 권출부(10)와 마찬가지로 롤(roll) 형태로 제공될 수 있다. 이러한 권취부(20)는, 권출부(10)에 의해 공급된 전극 집전체 원단(C) 상에 전극 활물질(A)이 일정 간격으로 코팅되어 형성된 전극 원단(E)을 권취한다.
권취된 전극 원단(E)은, 제조하고자 하는 이차전지의 스펙에 따라 일정 사이즈로 재단될 수 있으며, 재단에 의해 얻어진 각각의 단위 전극들은 전극 조립체를 제조하는데 이용될 수 있다.
상기 코팅부(30)는, 권출부(10)와 권취부(20) 사이에 배치되며, 도 1을 기준으로 볼 때 좌측에서 우측 방향으로 이송되는 전극 집전체 원단(C) 상에 일정 간격으로 전극 활물질 슬러리를 토출하여, 전극 집전체 원단(C)의 일 면 또는 양 면 상에 전극 활물질(A)을 코팅시킨다. 도면에는, 전극 원단(C)의 상면에만 전극 활물질(A)을 코팅시키는 예가 도시되어 있으나, 이와는 달리 하면에만 또는 상면과 하면 모두에 전극 활물질(A)을 코팅시키는 것도 가능하다.
상기 코팅부(30)는, 전극 집전체 원단(C)의 종류에 따라 양극 활물질 슬러리(slurry) 또는 음극 활물질 슬러리를 토출할 수 있다. 즉, 상기 코팅부(30)는, 전극 집전체 원단(C)이 양극 집전체인 경우에는 양극 활물질 슬러리를 토출 하여 양극 활물질을 코팅시킬 수 있으며, 전극 집전체 원단(C)이 음극 집전체인 경우에는 음극 활물질 슬러리를 토출 하여 음극 활물질을 코팅시킬 수 있다.
상기 코팅부(30)는, 토출구를 통해 전극 활물질 슬러리를 토출해내는 토출 유지 시간의 조절을 통해 전극 집전체 원단(C) 상에 코팅되는 전극 활물질의 길이를 조절할 수 있다.
상기 건조부(40)는, 코팅부(30)와 권취부(20) 사이에 배치되며, 코팅부(30)에서 토출된 전극 활물질 슬러리에 함유된 용매를 제거하여 전극 활물질 슬러리를 건조시킨다.
상기 거리 측정부(50)는, 건조부(40)와 권취부(20) 사이에 배치되며, 전극 활물질(A)이 코팅된 전극 집전체 원단(C) 상에서 거리 측정부(50)와 전극 활물질(A) 사이의 거리 및 거리 측정부(50)와 전극 집전체 원단(C) 사이의 거리를 측정한다.
이러한 거리 측정부(50)는, 예를 들어 초음파 발생기 및 수신기를 포함할 수 있으며, 이 경우 초음파의 속도 및 초음파 발생기에서 초음파가 발생된 시점부터 초음파가 물체에 부딪혀 초음파 수신기에 도달할 때까지의 시간을 이용하여 거리 측정부(50)에서 상기 물체에 이르는 거리를 측정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 이러한 거리 측정부(50)는, 도면 상에서 좌측으로부터 우측으로 이동하는 전극 활물질(A)이 코팅된 전극 원단(E)과 거리 측정부(50) 사이의 거리를 연속적으로 측정한다. 또한, 상기 거리 측정부(50)는, 전극 집전체 원단(C) 상에서 전극 활물질(A)이 형성되지 않은 영역인 무지부와 전극 활물질(A)이 형성된 영역인 유지부의 경계에서 발생되는 측정 거리의 변화를 감지할 수 있다.
즉, 상기 거리 측정부(50)로부터 전극 활물질(A)이 형성되지 않은 무지부까지의 거리는 D1으로 측정되는 반면, 전극 활물질(A)이 형성된 유지부까지의 거리는 D1보다 더 짧은 D2로 측정이 되고, 거리 측정부(50)는 이와 같이 측정 거리가 D1에서 D2로 바뀌는 순간과 반대로 D2에서 D1으로 바뀌는 순간을 감지할 수 있다.
상기 거리 측정부(50)는 이와 같이 거리의 변화가 감지되었을 때, 측정 거리가 D1에서 D2로 바뀌었음이 감지되었다는 신호(제1 감지 신호)를 제어부(60)로 보내고, 또한 측정 거리가 D2에서 D1으로 바뀌었음이 감지되었다는 신호(제2 감지 신호)를 제어부(60)로 보낸다. 상기 거리 측정부(50)의 거리 측정은 연속적으로 이루어지며, 이에 따라 각각의 전극 활물질(A)마다 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호를 발생시켜 제어부(60)에 제공한다.
도 2와 함께 도 3을 참조하면, 상기 제어부(60)는, 거리 측정부(50)로부터 수신된 제1 감지 신호 및 제2 감지 신호와 함께 전극 활물질(A)이 코팅된 전극 원단(E)의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질(A)의 길이(L)를 산출한다.
즉, 상기 제어부(60)는, 미리 정해져 제어부(60)의 메모리에 저장되어 있거나 또는 권취부(20)로부터 제공되는 전극 원단(E)의 이동 속도(V), 즉 권취부(20)의 권취 속도에 제1 감지 신호가 전달되는 시점부터 제2 감지 신호가 전달되는 시점 사이의 시간 간격(T)을 곱하는 방식으로 전극 활물질(L)의 길이를 산출할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 전극 활물질의 길이(L)은 하기 수식에 의해 결정될 수 있다:
L = V ⅹ T (단, V는 권취부에 의한 전극의 권취 속도이고, T는 거리 측정부에 의해 측정된 거리가 D1에서 D2로 바뀌는 시점에서부터 다시 D2에서 D1으로 바뀌는 시점까지의 시간을 의미하는 것임)
상기 제어부(60)는, 이와 같은 방식으로 산출된 전극 활물질(L)의 길이를 메모리에 미리 저장된 기준 값과 비교하여 그 차이가 메모리에 저장된 미리 정해진 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량이 발생한 것으로 판정한다.
또한, 상기 제어부(60)는, 이처럼 활물질 길이 불량이 발생한 경우, 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A)에 관한 위치 정보를 메모리에 저장할 수 있으며, 이를 통해 작업자가 어느 위치의 전극 활물질(A)이 불량인지 알 수 있도록 한다.
이 경우, 상기 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보는, 권취부(20)로부터 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 권취부(20)는 전극 원단(E)이 권취된 길이를 감지할 수 있으며, 권취된 길이에 관한 정보를 지속적으로 제어부(60)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 제어부(60)는, 활물질 길이 불량이 발생된 시점에 제공된 전극 원단(E) 권취 길이에 관한 정보를 메모리에 저장하여 작업자가 어느 위치에서 활물질 길이 불량이 발생된 것인지를 알 수 있도록 한다.
한편, 상기 제어부(60)는, 활물질 길이 불량이 발생된 경우, 코팅부(30)에 피드백(feedback)을 제공하여 코팅부(30)가 코팅 조건을 변경하도록 할 수 있다. 구체적으로, 상기 제어부(60)는, 산출된 전극 활물질(A)의 길이(L) 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하여 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정을 하고, 코팅부(30)의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(60)는, 산출된 전극 활물질(A)의 길이(L)가 기준 길이보다 더 긴 경우라면, 코팅부(30)의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 줄이도록 하는 제어신호를 출력하여 전극 활물질(A)의 코팅 길이를 감소시킬 수 있다.
반대로, 상기 제어부(60)는, 산출된 전극 활물질(A)의 길이(L)가 기준 길이보다 더 짧은 경우라면, 코팅부(30)의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 증가시키도록 하는 제어신호를 출력하여 전극 활물질(A)의 코팅 길이를 증가시킬 수 있다.
여기서, 토출 유지 시간이라 함은, 하나의 유지부의 형성을 위해 코팅부(30)에서 전극 활물질 슬러리를 토출하기 시작하여 토출을 중단할 때까지의 시간을 의미한다.
다음은, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 설명하기로 한다.
도 4는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 개념도이고, 도 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 적용되는 전극 활물질 길이 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 권출부(10), 권취부(20), 코팅부(30), 건조부(40), 거리 측정부(50), 제어부(60) 및 표시부(70)를 포함한다. 상기 거리 측정부(50), 제어부(60), 권취부(20) 및 표시부(70)는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 활물질 길이 측정 장치(200)를 구성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템과 비교하여, 표시부(70)를 더 포함한다는 점에서 차이가 있을 뿐, 그 밖의 구성요소들은 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 설명함에 있어서는, 앞선 실시예에서와 차이점이 있는 부분에 대해서만 집중적으로 설명하기로 하며, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 표시부(70)는, 활물질 길이 불량이 발생한 경우, 불량이 발생된 전극 활물질(A) 상에 식별 표시를 할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 활물질 길이 불량이 발생한 경우 제어부(60)의 메모리에 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A)에 관한 위치 정보가 저장될 수 있다. 제어부(60)는, 이러한 위치 정보를 이용하여 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A) 상에 표식을 하도록 하는 제어 신호를 출력할 수 있고, 이에 따라 표시부(70)는 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A) 상에 식별 표시를 할 수 있다.
상기 식별 표시는, 작업자가 권취된 전극 원단(E) 상에서 어떤 전극 활물질(A)에 길이 불량이 발생된 것인지 알 수 있도록 할 수 있는 것이라면 어떤 형태이든 무방하다. 예를 들어, 표시부(70)는 레이저 조사 장치를 포함하여, 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A) 상에 레이저를 조사하여 소정 깊이의 홈을 형성함으로써 작업자가 전극 원단(E) 상에서 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A)과 정상 길이를 갖는 전극 활물질(A)을 구별해 낼 수 있도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템에 따르면, 전극 활물질(A)이 코팅된 전극 원단(E) 상에 배치된 거리 측정부(50)를 이용하여 전극 활물질(A)의 길이를 연속적으로 측정하고, 이를 기준 값과 비교하여 길이 불량의 발생 여부 및 길이 불량이 발생된 전극 활물질(A)의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 산출된 전극 활물질(A)의 길이 정보를 이용하여 코팅부(20)의 코팅 조건들을 변경할 수 있으며, 이로써 자동으로 추가적인 길이 불량의 발생을 방지할 수 있다.
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 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
E: 전극 원단
C: 전극 집전체 원단
A: 전극 활물질
100, 200: 전극 활물질 길이 측정 장치
10: 권출부
20: 권취부
30: 코팅부
40: 건조부
50: 거리 측정부
60: 제어부
70: 표시부

Claims (12)

  1. 코팅부에 의해 전극 집전체 원단 상에 전극 활물질이 코팅되어 형성된 전극 원단을 권취하는 권취부;
    상기 전극 원단 상에 배치되어 상기 전극 집전체 원단까지의 거리(D1) 및 상기 전극 활물질까지의 거리(D2)를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 거리 측정부에 의해 측정된 거리에 관한 정보 및 상기 전극 원단의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질의 길이(L)를 산출하는 제어부;
    를 포함하는 전극 활물질 길이 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 활물질의 길이(L)은 하기 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 길이 측정 장치:
    L = V ⅹ T (단, V는 권취부에 의한 전극의 권취 속도이고, T는 거리 측정부에 의해 측정된 거리가 D1에서 D2로 바뀌는 시점에서부터 다시 D2에서 D1으로 바뀌는 시점까지의 시간을 의미하는 것임)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 길이 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 권취부는 권취된 전극 원단의 길이에 대한 정보를 제어부로 제공하고,
    상기 제어부는 상기 활물질 길이 불량이 발생된 시점과 상기 권취된 전극 원단의 길이를 이용하여 상기 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 길이 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전극 활물질 길이 측정 장치는,
    활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보에 따라 길이 불량이 발생된 전극 활물질 상에 식별 표시를 하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 길이 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 기 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 상기 코팅부의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 길이 측정 장치.
  7. 전극 집전체 원단을 권출하는 권출부;
    전극 집전체 원단 상에 전극 활물질이 코팅되어 형성된 전극 원단을 권취하는 권취부;
    전극 집전체 원단의 일 면 또는 양 면 상에 전극 활물질을 코팅하는 코팅부;
    코팅된 상기 전극 활물질을 건조시키는 건조부;
    상기 전극 상에 배치되어 상기 전극 집전체 원단까지의 거리(D1) 및 상기 전극 활물질까지의 거리(D2)를 측정하는 거리 측정부; 및
    상기 거리 측정부에 의해 측정된 거리에 관한 정보 및 상기 전극의 이동 속도에 관한 정보를 이용하여 전극 활물질의 길이(L)를 산출하는 제어부;
    를 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극 활물질의 길이(L)은 하기 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템:
    L = V ⅹ T (단, V는 권취부에 의한 전극의 권취 속도이고, T는 거리 측정부에 의해 측정된 거리가 D1에서 D2로 바뀌는 시점에서부터 다시 D2에서 D1으로 바뀌는 시점까지의 시간을 의미하는 것임)
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 권취부는 권취된 전극 원단의 길이에 대한 정보를 제어부로 제공하고,
    상기 제어부는 상기 활물질 길이 불량이 발생된 시점과 상기 권취된 전극 원단의 길이를 이용하여 상기 활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 이차전지용 전극 제조 시스템은,
    활물질 길이 불량이 발생된 위치에 관한 정보에 따라 길이 불량이 발생된 전극 활물질 상에 식별 표시를 하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    산출된 상기 전극 활물질의 길이 값을 기 설정된 기준 값과 비교하여 기 설정된 허용 오차 범위를 벗어나는 경우 활물질 길이 불량으로 판정하고 상기 코팅부의 전극 활물질 슬러리 토출 유지 시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
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