KR20200114408A

KR20200114408A - 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치

Info

Publication number: KR20200114408A
Application number: KR1020190036135A
Authority: KR
Inventors: 김융; 심홍석
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-07

Abstract

본 발명은 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치에 관한 것으로, 본 발명의 전극 조립체 제조방법은 양극, 분리막, 음극이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 방법에 있어서,그리퍼를 통해 상기 유닛셀 흡착하는 흡착과정과, 상기 흡착과정 시 위치감지 센서를 통해 상기 유닛셀의 양극 및 음극의 위치를 측정하는 측정과정과, 상기 측정과정을 통해 측정된 상기 양극 및 상기 음극의 위치 측정값과 메모리에 저장된 기준값을 비교하는 분석과정, 및 상기 분석과정을 통해 분석된 데이터를 반영하여 다수개의 상기 유닛셀을 순차 적층하는 적층과정을 포함한다.

Description

전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치{ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURING METHOD AND ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURING DEVICE}

본 발명은 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.

또한, 전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.

종래의 스택형 전극 조립체의 제조는 양극, 음극, 및 분리막을 포함하는 단위셀들을 적층하여 제조하였다.

하지만, 종래에는 단위셀들을 적층 시, 양극만을 기준으로 적층하고 음극의 위치가 반영되지 않아, 양극이 음극에 치우쳐 전극 오버행(Overhang) 불량이 발생되는 문제가 있어왔다(오버행이란 양극의 모든 면이 음극과 대면하지 못하고 양극만 노출되는 면이 발생하여 리?Z 석출 등의 문제를 야기하는 상태를 의미한다).

한국 공개특허 제10-2014-0015647호

본 발명의 하나의 관점은 전극 조립체의 전극 오버행 불량을 최소화 또는 방지할 수 있는 할 수 있는 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 양극, 분리막, 음극이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 방법에 있어서,그리퍼를 통해 상기 유닛셀 흡착하는 흡착과정과, 상기 흡착과정 시 위치감지 센서를 통해 상기 유닛셀의 양극 및 음극의 위치를 측정하는 측정과정과, 상기 측정과정을 통해 측정된 상기 양극 및 상기 음극의 위치 측정값과 메모리에 저장된 기준값을 비교하는 분석과정, 및 상기 분석과정을 통해 분석된 데이터를 반영하여 다수개의 상기 유닛셀을 순차 적층하는 적층과정을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치는 양극, 분리막, 음극이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 장치에 있어서, 상기 유닛셀 흡착하는 그리퍼와, 상기 유닛셀을 흡착 시 상기 유닛셀의 양극 및 음극의 위치를 측정하는 위치감지 센서와, 상기 위치감지 센서를 통해 측정된 상기 양극 및 상기 음극의 위치 측정값과 메모리에 저장된 기준값을 비교하는 연산부, 및 상기 연산부를 통해 분석된 데이터를 반영하여 상기 그리퍼를 제어하며 다수개의 상기 유닛셀을 순차 적층하는 적층부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유닛셀들을 적층하여 전극 조립체를 제조 시, 각 유닛셀에서 양극 및 음극의 위치를 각각 측정하고, 이를 반영하며 적층 위치를 보정하며 유닛셀들을 적층할 수 있어, 전극 오버행 불량을 최소화 또는 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치의 개념을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치에 적용되는 유닛셀을 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 종래기술에 따라 제조된 전극 조립체의 불량률 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법으로 제조된 전극 조립체의 불량률을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치의 개념을 나타낸 블록도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치에 적용되는 유닛셀을 예시적으로 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 그리퍼(110)를 통해 유닛셀(10) 흡착하는 흡착과정(S10)과, 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 측정하는 측정과정(S20)과, 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교하는 분석과정(S30), 및 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 순차 적층하는 적층과정(S40)을 포함한다.

보다 상세히, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 양극(11), 분리막(14), 음극(12)이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 적층하여 전극 조립체(1)를 제조하는 방법이다.

흡착과정(S10)은 그리퍼(Gripper)(110)를 통해 유닛셀(Unit cell)(10)을 흡착할 수 있다. 여기서, 그리퍼(110)는 유닛셀(10)을 진공흡착하는 흡착부(111)가 더 구비될 수 있다. 이때, 흡착과정(S10)은 예를 들어 흡착부(111)가 다수개로 구비되어, 유닛셀(10)의 상면 다수의 곳을 흡착할 수 있다.

측정과정(S20)은 흡착과정(S10) 시, 위치감지 센서(120)를 통해 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 측정할 수 있다.

위치감지 센서(Sensor)(120)는 양극(11)의 위치를 감지하는 제1 센서(121) 및 음극(12)의 위치를 감지하는 제2 센서(122)를 포함할 수 있다. 이때, 측정과정(S20)은 제1 센서(121)를 통해 양극(11)의 위치를 측정하고, 제2 센서(122)를 통해 음극(12)의 위치를 측정할 수 있다.

이때, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 소정의 기준선을 기준으로 측정할 수 있다. 즉, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치가 기준 위치를 기준으로 벗어난 정도를 측정하여, 측정된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값을 메모리(131)에 저장할 수 있다. 한편, 일례로 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 양극(11) 및 음극(12)의 4모서리의 위치를 측정할 수 있다. 즉, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 양극(11) 및 음극(12)에서 각각 4개 부분의 위치를 측정할 수 있다.

그리고, 다른 예로 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 양극(11) 및 음극(12)의 4모서리의 위치 및 양변의 위치를 측정할 수 있다. 즉, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 양극(11) 및 음극(12)에서 각각 6개 부분의 위치를 측정할 수 있다.

또한, 위치감지 센서(120)는 예를 들어 비젼(Vision) 센서로 이루어질 수 있다.

여기서, 위치감지 센서(120)는 구체적으로 예들 들어 비젼 카메라 센서(Vision camera sensor)로 이루어질 수 있다. 이때, 위치감지 센서(120)는 양극(11), 분리막(14), 음극(12)의 명암을 인식하여 각각의 갭(Gap)을 측정하는 것을 통해 위치를 감지할 수 있다. 여기서, 명암은 분리막(14), 음극(12), 양극(11)으로 갈수록 어두울 수 있다. 즉, 양극(11)이 제일 어둡고, 분리막(14)이 제일 밝을 수 있다.

한편, 유닛셀(10)은 예를 들어 분리막(14), 음극(12), 분리막(14), 양극(11)이 순차적으로 적층된 모노셀(Mono cell)로 이루어질 수 있다. 이때, 측정과정(S20)은 제1 센서(121)가 모노셀의 상부 방향에 위치되어 양극(11)의 위치를 측정하고, 제2 센서(122)는 모노셀의 하부 방향에 위치되어 음극(12)의 위치를 측정할 수 있다. 여기서, 예를 들어 음극(12)은 양극(11) 보다 크게 형성될 수 있다.

분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(Memory)(131)에 저장된 기준값을 비교할 수 있다.

또한, 분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정된 유닛셀(10)의 양극(11) 위치 측정값 및 음극(12) 위치 측정값을 메모리(131)에 저장된 기준값과 비교하여 보정값을 추출하는 작업을 포함할 수 있다. 즉, 분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정되어 메모리(131)에 저장된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 연산부(130)에서 비교하여 보정값을 추출할 수 있다. 여기서, 분석과정(S30)은 예를 들어 유닛셀들(10,20,30)을 적층 시, N번째 적층 예정인 유닛셀인 제1 유닛셀(10)의 양극(11) 위치 측정값과, N+1 번째 적층 예정인 제2 유닛셀(20)의 음극(12) 위치를 측정값을 비교하여, 적층방향에 대해 제1 유닛셀(10)의 양극(11)이 제2 유닛셀(20)의 음극(12) 범위 안에 포함되도록 그리퍼(110)의 이동량을 보정한 보정값을 추출할 수 있다(이는 양극이 음극을 벗어나는 오버행을 방지하기 위함이다). 이때, 분석과정(S30)은 연산부(130)에서 메모리(131)에 저장된 제1 유닛셀(10)의 양극(11) 위치 측정값 및 제2 유닛셀(20)의 음극(12) 위치를 측정값을 기준값과 비교하여 보정값을 추출할 수 있다. 즉, 제2 유닛셀(20)을 이동시키는 그리퍼(110)의 이동 보정값을 추출할 수 있다.(여기서, N은 자연수를 나타낼 수 있다.)

이후, 제2 유닛셀(20)의 양극(21)이 적층방향으로 N+2 번째 적층 예정인 제3 유닛셀(30)의 음극(32) 범위 안에 포함되도록 그리퍼(110)의 이동량을 보정한 보정값을 추출할 수 있다. 즉, 제3 유닛셀(30)을 이동시키는 그리퍼(110)의 이동 보정값을 추출할 수 있다.

이후, 적층 완료가 될 때까지 적층 순서데로 유닛셀들(10,20,30)의 보정값을 계속적으로 추출할 수 있다.

적층과정(S40)은 분석과정(S30)을 통해 분석된 데이터를 반영하여 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 적층부(140)를 통해 순차 적층할 수 있다.

적층부(140)는 그리퍼(110)를 이동시키는 이동수단(141) 및 연산부(130)에서 추출한 보정값에 따라 그리퍼(110)의 이동량을 보정하여 유닛셀(10)을 적층하도록 그리퍼(110)의 이동을 제어하는 제어수단(142)을 포함할 수 있다.

또한, 적층과정(S40)은 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 순차 적층할 때, 제1 유닛셀(10)의 상부에 제2 유닛셀(20)을 적층하고, 제2 유닛셀(20)의 상부에 제3 유닛셀(30)을 적층하는 방식으로 적층할 수 있다.

아울러, 적층과정(S40)은 분석과정(S30)을 통해 추출된 보정값에 따라 그리퍼(110)의 이동량을 보정하며 유닛셀들(10,20,30)을 적층하도록 그리퍼(110)의 이동을 제어하는 제어작업을 포함할 수 있다. 여기서, 제어작업은 제어수단(142)을 통해 그리퍼(110)를 이동시키는 이동수단(141)을 제어할 수 있다.

그리고, 적층과정(S40)에서 제어작업은 예를 들어 적층방향에 대하여 제1 유닛셀(10)의 양극(11)이 제2 유닛셀(20)의 음극(22)의 범위 안에 포함되도록 그리퍼(110)의 이동을 제어할 수 있다. 즉, 분석과정(S30)에서 추출된 제2 유닛셀(20)을 이동시킬 때의 그리퍼(110)의 이동 보정값을 반영하여 그리퍼(110)를 이동시키며 제2 유닛셀(20)을 제1 유닛셀(10)에 적층시킬 수 있다.

이후, 적층과정(S40)에서 제어작업은 예를 들어 적층방향에 대하여 제2 유닛셀(20)의 양극(21)이 제3 유닛셀(30)의 음극(32)의 범위 안에 포함되도록 그리퍼(110)의 이동을 제어할 수 있다. 즉, 분석과정에서 추출된 제3 유닛셀(30)을 이동시킬 때의 그리퍼(110) 이동 보정값을 반영하여 그리퍼(110)를 이동시키며 제3 유닛셀(30)을 제2 유닛셀(20)에 적층시킬 수 있다.

상기와 같은 적층방식을 반복 실행하며 계속적으로 유닛셀들(10,20,30)을 순차 적층할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 유닛셀들(10,20,30)을 적층하여 전극 조립체(1)를 제조 시, 각 유닛셀(10,20,30)에서 양극(11,21,31) 및 음극(12,22,32)의 위치를 각각 측정하고, 이를 반영하며 각 유닛셀들(10,20,30)의 양극(11,21,31) 및 음극(12,22,32) 위치를 보정하여 적층할 수 있어, 전극 오버행 불량률을 현저히 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(1)에서 적층방향을 기준으로 양극(11,21,31)이 음극(12,22,32)을 벗어난 전극 오버행 불량에 따라 전극 조립체(1)의 신뢰성에 심각한 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 종래기술에 따라 제조된 전극 조립체의 불량률 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법으로 제조된 전극 조립체의 불량률을 나타낸 그래프이다.

도 5에 도시된 그래프에서 세로축은 종래기술에 따라 제조된 전극 조립체(A) 및 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법으로 제조된 전극 조립체(B)의 전극 위치 불량수량 및 불량률을 나타낸다.

도 5의 그래프에 나타난 바와 같이, 종래기술에 따라 제조된 전극 조립체(A)의 불량률이 약 2.3~2.4%가 될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(B)의 전극 위치 불량률은 약 0.46~0.56%가 발생되었다.

결국, 종래기술에 따라 제조된 전극 조립체(A)의 불량률을 100%라 가정할 때 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(B)의 전극 위치 불량률은 20% 수준으로 감소되어, 약 80% 불량률 감소 효과가 있는 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(B)는 전극 위치 불량률이 종래에 비해 현저히 개선된 것을 알 수 있다.

이하에서 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 그리퍼(110)를 통해 유닛셀(10) 흡착하는 흡착과정(S10)과, 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 측정하는 측정과정(S20)과, 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교하는 분석과정(S30), 및 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 순차 적층하는 적층과정(S40)을 포함하고, 유닛셀 자체가 오버행 불량인 유닛셀이 발견되면 그러한 오버행 불량인 유닛셀을 적층과정을 수행하기 전에 제거하는 제거 과정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 비교할 때, 오버행 불량인 유닛셀을 제거하는 제거과정이 더 포함된 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에서 흡착과정(S10)은 그리퍼(110)(Gripper)를 통해 유닛셀(10)을 흡착할 수 있다. 여기서, 그리퍼(110)는 유닛셀(10)을 진공흡착하는 흡착부(111)가 더 구비될 수 있다.

측정과정(S20)은 위치감지 센서(220)를 통해 유닛셀들(10,20,30)의 양극(11,21,31) 및 음극(12,22,32)의 위치를 측정할 수 있다.

이때, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 기준선을 기준으로 측정할 수 있다. 즉, 제1 센서(121) 및 제2 센서(122)는 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치가 기준 위치를 기준으로 벗어난 정도를 측정하여, 측정된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값을 메모리(131)에 저장할 수 있다.

분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교할 수 있다.

또한, 분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정된 유닛셀(10)의 양극(11) 위치 측정값 및 음극(12) 위치 측정값을 메모리(131)에 저장된 기준값과 비교하여 보정값을 추출하는 작업을 포함할 수 있다. 즉, 분석과정(S30)은 측정과정(S20)을 통해 측정되어 메모리(131)에 저장된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 연산부(130)에서 비교하여 보정값을 추출할 수 있다.

특히, 분석과정(S30)에서는 적층 방향에 대하여 다수개의 유닛셀(10,20,30)에서 양극(11)이 음극(12)을 벗어난 오버행 불량 유닛셀을 검출할 수 있다. 즉, 유닛셀 하나에 해서 그 자체로 오버행 불량이 있는 것은 아닌지 검출할 수 있다.

제거과정은 분석과정(S30)을 통해 적층방향에 대해 양극(11)이 음극(12) 범위를 벗어난 오버행 불량인 유닛셀이 검출되면 적층과정을 수행하기 전에 오버행 불량 유닛셀을 제거할 수 있다.

여기서, 제거과정은 일례로 그리퍼(110)를 통해 오버행 불량 유닛셀을 적층하지 않고 제거할 수 있다. 그리고, 제거과정은 다른 예로 별도의 장치를 통해 오버행 불량 유닛셀을 적층하지 않고 제거할 수도 있다.

적층과정(S40)은 분석과정(S30)을 통해 분석된 데이터를 반영하여 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 적층부(140)를 통해 순차 적층할 수 있다(제거과정을 통해 제거되지 않고 남은 유닛셀을 적층하는 과정이다).

아울러, 적층과정(S40)은 분석과정(S30)을 통해 추출된 보정값에 따라 그리퍼(110)의 이동량을 보정하며 유닛셀(10)을 적층하도록 그리퍼(110)의 이동을 제어하는 제어작업을 포함할 수 있다. 이때, 제어작업은 제어수단(142)을 통해 그리퍼(110)를 이동시키는 이동수단(141)을 제어할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 유닛셀들(10,20,30)을 적층하여 전극 조립체(1)를 제조 시, 각 유닛셀(10,20,30)에서 양극(11,21,31) 및 음극(12,22,32)의 위치를 각각 측정하고, 이를 반영하며 각 유닛셀들(10,20,30)의 양극(11,21,31) 및 음극(12,22,32) 위치를 보정하여 적층할 수 있어, 전극 오버행 불량을 방지할 수 있다. 특히, 오버행 불량인 유닛셀을 적층 전에 제거하여 전극 오버행 불량 발생률을 보다 현저히 감소시킬 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치를 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치(100)는 유닛셀(10) 흡착하는 그리퍼(110)와, 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 측정하는 위치감지 센서(120)와, 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교하는 연산부(130), 및 그리퍼(110)를 제어하며 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 순차 적층하는 적층부(140)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치(100)는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 적용되는 전극 조립체(1)를 제조하는 장치이다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치(100)는 양극(11), 분리막(14), 음극(12)이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 적층하여 전극 조립체(1)를 제조하는 장치이다.

그리퍼(110)는 유닛셀(10) 흡착할 수 있다. 여기서, 그리퍼(110)는 유닛셀(10)을 진공흡착하는 흡착부(111)가 더 구비될 수 있다.

위치감지 센서(120)는 유닛셀(10)을 흡착 시, 유닛셀(10)의 양극(11) 및 음극(12)의 위치를 측정할 수 있다.

또한, 위치감지 센서(120)는 양극(11)의 위치를 감지하는 제1 센서(121) 및 음극(12)의 위치를 감지하는 제2 센서(122)를 포함할 수 있다.

아울러, 위치감지 센서(120)는 예를 들어 비젼 센서로 이루어질 수 있다.

유닛셀(10)은 분리막(14), 음극(12), 분리막(14), 양극(11)이 순차적으로 적층된 모노셀로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 센서(121)는 모노셀의 상부 방향에 위치되고, 제2 센서(122)는 모노셀의 하부 방향에 위치될 수 있다. 여기서, 예를 들어 음극(12)은 양극(11) 보다 크게 형성될 수 있다.

연산부(130)는 위치감지 센서(120)를 통해 측정된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교할 수 있다.

또한, 연산부(130)는 위치감지 센서(120)를 통해 측정된 유닛셀(10)의 양극(11) 위치 측정값 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 비교하여 보정값을 추출하는 것일 수 있다. 즉, 연산부(130)는 위치감지 센서(120)를 통해 측정되어 메모리(131)에 저장된 양극(11) 및 음극(12)의 위치 측정값과 메모리(131)에 저장된 기준값을 연산부(130)에서 비교하여 보정값을 추출할 수 있다.

적층부(140)는 연산부(130)를 통해 분석된 데이터인 보정값을 반영하여 그리퍼(110)의 이동을 제어하며 다수개의 유닛셀(10,20,30)을 순차 적층할 수 있다.

이동수단(141)은 유닛셀(10)을 적층할 수 있도록 그리퍼(110)를 이동시키는 수단을 제공하고,

제어수단(142)은 연산부(130)에서 추출한 보정값에 따라 그리퍼(110)의 이동량을 보정하여 유닛셀(10)을 적층하도록 그리퍼(110)의 이동을 제어할 수 있다.

적층부(140)는 연산부(130)의 보정값에 따라 그리퍼(110)의 이동량을 보정하여 유닛셀(10)을 적층하도록 그리퍼(110)를 제어하는 제어수단(142)을 포함할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조방법 및 전극 조립체 제조장치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 전극 조립체
10,20,30: 유닛셀
11,21,31: 양극
12,22,32: 음극
13: 전극
14: 분리막
100,200: 전극 조립체 제조장치
110: 그리퍼
111: 흡착부
120,220: 위치감지 센서
121,221: 제1 센서
122,222: 제2 센서
130: 연산부
131: 메모리
140: 적층부
141: 이동수단
142: 제어수단
223: 제3 센서

Claims

양극, 분리막, 음극이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 방법에 있어서,
그리퍼를 통해 상기 유닛셀 흡착하는 흡착과정;
상기 흡착과정 시 위치감지 센서를 통해 상기 유닛셀의 양극 및 음극의 위치를 측정하는 측정과정;
상기 측정과정을 통해 측정된 상기 양극 및 상기 음극의 위치 측정값과 메모리에 저장된 기준값을 비교하는 분석과정; 및
상기 분석과정을 통해 분석된 데이터를 반영하여 다수개의 상기 유닛셀을 순차 적층하는 적층과정;을 포함하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 분석과정은
상기 측정과정을 통해 측정된 상기 유닛셀의 양극 위치 측정값 및 음극 위치 측정값을 상기 메모리에 저장된 기준값을 비교하여 보정값을 추출하는 작업을 포함하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 2에 있어서,
상기 적층과정은
상기 보정값에 따라 상기 그리퍼의 이동량을 보정하며 상기 유닛셀을 적층하도록 상기 그리퍼를 제어하는 제어작업을 포함하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 위치감지 센서는 상기 양극의 위치를 감지하는 제1 센서 및 상기 음극의 위치를 감지하는 제2 센서를 포함하고,
상기 측정과정은 상기 제1 센서를 통해 상기 양극의 위치를 측정하고, 상기 제2 센서를 통해 상기 음극의 위치를 측정하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 4에 있어서,
상기 유닛셀은 분리막, 음극, 분리막, 양극이 순차적으로 적층된 모노셀로 이루어지고,
상기 측정과정은 상기 제1 센서가 상기 모노셀의 상부 방향에 위치되어 상기 양극의 위치를 측정하고, 상기 제2 센서는 상기 모노셀의 하부 방향에 위치되어 상기 음극의 위치를 측정하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 5에 있어서,
다수개의 상기 유닛셀의 음극은 양극 보다 크게 형성되고,
상기 분석과정은 다수개의 상기 유닛셀에서 N번째 적층 예정인 유닛셀의 양극 위치 측정값과, N+1 번째 적층 예정인 유닛셀 음극 위치 측정값을 상기 기준값과 비교하여, 적층방향에 대해 상기 N번째 적층 예정인 유닛셀의 양극이 상기 N+1 번째 적층 예정인 유닛셀의 음극 범위 안에 포함되도록, 상기 N+1 번째 적층 예정인 유닛셀 적층 시의 상기 그리퍼의 이동량 보정값을 추출하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 6에 있어서,
상기 분석과정에서 적층 방향에 대하여 다수개의 상기 유닛셀에서 양극이 음극을 벗어난 오버행 불량 유닛셀을 검출하면, 오버행 불량인 상기 유닛셀을 적층하지 않고 상기 적층과정을 수행하기 전에 제거하는 제거 과정을 더 포함하는 전극 조립체 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 위치감지 센서는 비젼 카메라 센서로 이루어지는 전극 조립체 제조방법.
양극, 분리막, 음극이 교대로 결집된 다수개의 유닛셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 장치에 있어서,
상기 유닛셀 흡착하는 그리퍼;
상기 유닛셀을 흡착 시 상기 유닛셀의 양극 및 음극의 위치를 측정하는 위치감지 센서;
상기 위치감지 센서를 통해 측정된 상기 양극 및 상기 음극의 위치 측정값과 메모리에 저장된 기준값을 비교하는 연산부; 및
상기 연산부를 통해 분석된 데이터를 반영하여 상기 그리퍼를 제어하며 다수개의 상기 유닛셀을 순차 적층하는 적층부를 포함하는 전극 조립체 제조장치.
청구항 9에 있어서,
상기 연산부는
상기 위치감지 센서를 통해 측정된 상기 유닛셀의 양극 위치 측정값 및 음극의 위치 측정값과 상기 메모리에 저장된 기준값을 비교하여 보정값을 추출하는 것인 전극 조립체 제조장치.
청구항 10에 있어서,
상기 적층부는
상기 보정값에 따라 상기 그리퍼의 이동량을 보정하여 상기 유닛셀을 적층하도록 상기 그리퍼를 제어하는 제어수단을 포함하는 전극 조립체 제조장치.
청구항 9에 있어서,
상기 위치감지 센서는
상기 양극의 위치를 감지하는 제1 센서 및
상기 음극의 위치를 감지하는 제2 센서를 포함하는 전극 조립체 제조장치.
청구항 12에 있어서,
상기 유닛셀은 분리막, 음극, 분리막, 양극이 순차적으로 적층된 모노셀로 이루어지고,
상기 제1 센서는 상기 모노셀의 상부 방향에 위치되고,
상기 제2 센서는 상기 모노셀의 하부 방향에 위치되는 전극 조립체 제조장치.
청구항 9에 있어서,
상기 위치감지 센서는 비젼 카메라 센서로 이루어지는 전극 조립체 제조장치.
청구항 9에 있어서,
상기 그리퍼는 상기 유닛셀을 진공흡착하는 흡착부가 더 구비되는 전극 조립체 제조장치.