KR20200122062A - Cell Stack of Secondary Battery, And Apparatus And Method for Manufacturing the Cell Stack - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 셀 스택과 그 적층 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전판의 양측 각각에 2개의 분리막을 연결하고, 회전판을 180도씩 연속적으로 회전시키면서 2개의 분리막에 음극판 및 양극판을 동시에 전달하여 음극판과 분리막과 양극판을 교번으로 적층한 셀 스택(cell stack)을 제조할 수 있는 이차전지의 셀 스택 및 그 적층 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a cell stack of a secondary battery and an apparatus and method for stacking the same, and more particularly, two separators are connected to each of both sides of a rotating plate, and a negative plate and a positive plate are attached to the two separators while continuously rotating the rotating plate by 180 degrees. The present invention relates to a cell stack of a secondary battery capable of producing a cell stack in which a negative electrode plate, a separator, and a positive plate are alternately stacked by transferring at the same time, and a stacking apparatus and method thereof.
일반적으로 화학전지는 양극판과 음극판의 전극 한쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서 상기 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다. 이러한 화학전지는 충전반응이 매우 느려서 1회 방전 용도로만 쓰이는 1차전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차전지로 구분되며, 최근 들어서는 충방전이 가능한 장점으로 인해 2차전지의 사용이 늘고 있는 추세에 있다. In general, a chemical cell is a cell composed of a pair of electrodes of a positive plate and a negative plate, and an electrolyte, and the amount of energy that can be stored varies depending on the material constituting the electrode and the electrolyte. These chemical batteries are divided into primary batteries that are used only for one-time discharge because the charging reaction is very slow, and secondary batteries that can be reused through repetitive charging and discharging. Recently, the use of secondary batteries is difficult due to the advantage of charging and discharging. There is a growing trend.
즉, 상기 2차전지는 그 장점으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 일예로 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단전자기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.That is, the secondary battery is applied to various technical fields throughout the industry due to its advantages, and is widely used as an energy source for advanced electronic devices such as wireless mobile devices, as well as conventional gasoline using fossil fuels. It is also attracting attention as an energy source such as a hybrid electric vehicle that is proposed as a solution to air pollution of diesel internal combustion engines.
이러한 2차 전지는 양극판, 분리막, 음극판이 순차적으로 적층되어 전해질 용액에 담가진 형태로 이루어지는데, 이와 같은 2차 전지의 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 나뉜다. Such a secondary battery is formed in a form in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are sequentially stacked and immersed in an electrolyte solution. Methods of manufacturing the internal cell stack of such a secondary battery are largely divided into two types.
소형 2차 전지의 경우 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서(winding) 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 제작하는 방식이 많이 사용되며, 보다 많은 전기 용량을 가지는 중대형 2차 전지의 경우에는 음극판, 양극판 및 분리막을 적절한 순서로 적층하여(stacking) 제작하는 방식이 많이 사용된다.In the case of small secondary batteries, a method of arranging the negative and positive plates on a separator and winding them to form a jelly-roll is widely used, and in the case of a medium-large-sized secondary battery having a higher electric capacity In the method of stacking a negative electrode plate, a positive electrode plate, and a separator in an appropriate order, a method of manufacturing is widely used.
적층식으로 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있는데, 그 중 Z-스택킹(Z-stacking) 방식에서는 분리막이 지그재그로 접힌 형태를 이루며 그 사이에 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입된 형태로 적층되도록 한다. There are several methods of manufacturing the internal cell stack of the secondary battery in a stacked manner. Among them, in the Z-stacking method, the separator is folded in zigzag, and negative and positive plates are alternately inserted between them. To be stacked in the same shape.
이와 같은 Z-스택킹 형태로 이루어지는 2차 전지 내부 셀 스택은 등록특허 제10-0313119호, 등록특허 제10-1140447호 등과 같은 여러 선행기술들에 개시되어 있다.The internal cell stack of a secondary battery having such a Z-stacking type is disclosed in various prior art such as Patent No. 10-0313119 and Patent No. 10-1140447.
Z-스택킹 형태를 실제로 구현하기 위해서, 한국 등록특허 제10-0309604호와 같은 선행기술에서는 펼쳐진 상태의 분리막의 일측 면에 다수의 양극판을, 타측 면에 다수의 음극판을 배치한 후 접는 방식을 개시하고 있다. 이러한 방식은 젤리-롤 형태의 2차 전지 내부 셀 스택을 제작할 때도 널리 사용되고 있는 방식이다. 그러나 이러한 방식을 사용할 경우 음극판 및 양극판을 정렬(alignment)시키기에 난해함이 있다.In order to actually implement the Z-stacking form, in the prior art such as Korean Patent Registration No. 10-0309604, a method of placing a plurality of positive plates on one side of the separator in an unfolded state and a plurality of negative plates on the other side, and then folding them is employed. It is starting. This method is also widely used when manufacturing an inner cell stack of a jelly-roll type secondary battery. However, if this method is used, it is difficult to align the negative plate and the positive plate.
이에 최근에는 Z-폴딩 적층 형태의 2차 전지 셀 스택을 제작함에 있어서 좌우로 이격된 적재테이블에 음극판 및 양극판을 각각 쌓아 두고, 적재테이블 사이에 음극판과 양극판이 적층되는 스테이지를 좌우로 수평 왕복 이동하게 설치하고, 로봇(핸들링유닛)이 상기 적재테이블 상의 음극판 및 양극판을 교대로 픽업 및 이송하여 스테이지 상에 클램핑된 분리막 위에 교대로 적층시키는 방식을 사용하고 있다. In recent years, in manufacturing Z-folding stacked secondary battery cell stacks, negative and positive plates are stacked on a loading table separated from the left and right, and the stage in which the negative and positive plates are stacked between the loading tables is horizontally reciprocated horizontally. And the robot (handling unit) alternately picks up and transports the negative electrode plate and the positive electrode plate on the loading table and alternately stacks them on the separator clamped on the stage.
그런데, 이와 같은 종래의 Z-스택킹 방식은 스테이지를 좌우로 직선 왕복 운동하면서 적층하기 때문에 스테이지의 이동 거리가 길어 작업 시간이 많이 소요되고, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제가 발생한다. However, in such a conventional Z-stacking method, since the stages are stacked while linearly reciprocating left and right, the moving distance of the stage is long, which takes a lot of work time, resulting in a problem of lowering productivity.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 분리막에 양극판과 음극판을 적층하는 속도를 향상시킬 수 있으며, 구성을 더욱 단순화할 수 있는 이차전지의 셀 스택 및 그 적층 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the speed of laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate on a separator, and a cell stack of a secondary battery capable of further simplifying the configuration, and a stacking apparatus and method thereof Is to provide.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스택은, 서로 반대 방향으로 감겨지면서 겹쳐지는 2개의 분리막과, 상기 2개의 분리막의 사이사이에 교대로 적층되는 복수의 음극판 및 양극판을 포함한다.A cell stack of a secondary battery according to the present invention for achieving the above object includes two separators that are wound and overlapped in opposite directions, and a plurality of negative and positive electrodes alternately stacked between the two separators. do.
상기한 이차전지의 셀 스택을 적층하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스택 적층 장치는, 2개의 분리막을 개별적으로 공급하는 제1분리막 공급부 및 제2분리막 공급부; 상기 제1분리막 공급부에서 공급되는 분리막과 상기 제2분리막 공급부에서 공급되는 분리막이 연결되며, 일축을 중심으로 일방향으로 180도씩 회전하면서 2개의 분리막을 동시에 감는 회전판; 상기 각각의 분리막의 끝단을 파지하여 회전판 상에 고정하는 2개가 한 쌍으로 된 그립퍼; 및 상기 회전판의 양측에 설치되어, 회전판이 1회전 할 때마다 2개의 분리막 각각에 양극판과 음극판을 전달하는 양극판 공급부와 음극판 공급부;를 포함한다. The cell stack stacking apparatus of a secondary battery according to the present invention for stacking the cell stack of the secondary battery described above includes: a first separator supply unit and a second separator supply unit for separately supplying two separators; A rotating plate that connects the separation membrane supplied from the first separation membrane supply unit and the separation membrane supplied from the second separation membrane supply unit, rotates 180 degrees in one direction around an axis, and simultaneously winds two separation membranes; A pair of two grippers gripping the ends of each of the separators and fixing them on the rotating plate; And a positive electrode plate supply unit and a negative electrode plate supply unit installed on both sides of the rotary plate and transferring the positive plate and the negative plate to each of the two separators each time the rotary plate rotates.
상기 회전판은 상하로 이동 가능하게 설치되어 2개의 분리막에 복수의 양극판과 음극판을 적층하여 셀 스택을 만드는 공정이 완료된 후 그립퍼와 함께 셀 스택의 하측으로 이동하여 그립퍼를 셀 스택에서 분리할 수 있다.The rotating plate is installed so as to be movable up and down, and after the process of making a cell stack by stacking a plurality of positive and negative plates on two separators is completed, the gripper can be separated from the cell stack by moving to the lower side of the cell stack together with the gripper.
또한 상기 그립퍼는 회전판의 양단부에 회전판의 내외측 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. In addition, the gripper may be installed at both ends of the rotating plate to be movable in the inner and outer directions of the rotating plate.
본 발명의 셀 스택 적층 장치는 상기 2개의 분리막에 복수의 양극판과 음극판을 적층하여 셀 스택을 만드는 공정이 완료된 후 셀 스택을 파지하여 다른 공정 위치로 이송하는 스택 홀딩/이송유닛을 더 포함한다.The cell stack stacking apparatus of the present invention further includes a stack holding/transfer unit for grasping the cell stack and transferring it to another process position after the process of forming a cell stack by stacking a plurality of positive and negative plates on the two separators is completed.
또한 본 발명의 셀 스택 적층 장치는 상기 회전판과 제1분리막 공급부 사이 및 회전판과 제2분리막 공급부 사이에 설치되어 분리막을 안내하면서 지지하는 분리막 가이드를 더 포함할 수 있다.In addition, the cell stack stacking apparatus of the present invention may further include a separator guide installed between the rotating plate and the first separator supply unit and between the rotating plate and the second separator supply unit to guide and support the separator.
본 발명에 따른 셀 스택 적층 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다.The cell stack stacking method according to the present invention includes the following steps.
(S1) 그립퍼가 2개의 분리막 각각을 파지하여 회전판 상에 위치하는 단계;(S1) a gripper gripping each of the two separators to be positioned on the rotating plate;
(S2) 회전판을 180도씩 일방향으로 회전하는 단계;(S2) rotating the rotating plate 180 degrees in one direction;
(S3) 회전판이 1회전 할 때마다 2개의 분리막 각각에 양극판과 음극판을 공급하여 적층하는 단계; 및,(S3) supplying and stacking a positive plate and a negative plate to each of the two separators each time the rotating plate rotates; And,
(S4) 회전판이 정해진 회전수로 회전하여 2개의 분리막에 정해진 수의 양극판 및 음극판이 교번으로 적층되면 회전판의 회전을 중단하고 완성된 셀 스택을 회전판의 외측으로 이송하는 단계.(S4) When the rotating plate is rotated at a predetermined number of rotations and a predetermined number of positive and negative plates are alternately stacked on the two separators, stopping the rotation of the rotating plate and transferring the completed cell stack to the outside of the rotating plate.
본 발명에 따른 셀 스택 적층 방법의 한 형태에 따르면, 상기 (S4) 단계는, According to one form of the cell stack lamination method according to the present invention, the (S4) step,
(S4-1) 스택 홀딩/이송유닛으로 셀 스택을 고정하는 단계;(S4-1) fixing the cell stack with a stack holding/transfer unit;
(S4-2) 상기 회전판 및 그립퍼를 하강시켜 그립퍼를 셀 스택에서 분리하는 단계;(S4-2) separating the gripper from the cell stack by lowering the rotating plate and the gripper;
(S4-3) 상기 그립퍼를 회전판의 외측 방향으로 이동하는 단계;(S4-3) moving the gripper in an outward direction of the rotating plate;
(S4-4) 상기 회전판을 상승시키고 그립퍼가 셀 스택 외곽의 분리막의 끝단부를 파지하는 단계;(S4-4) raising the rotating plate and gripping the end of the separator outside the cell stack by a gripper;
(S4-5) 상기 그립퍼에 파지된 분리막의 끝단부와 셀 스택 사이의 분리막을 절단하는 단계; (S4-5) cutting the separation membrane between the cell stack and the end of the separation membrane gripped by the gripper;
(S4-6) 상기 스택 홀딩/이송유닛이 셀 스택을 회전판의 외측으로 이송하는 단계; 및,(S4-6) the stack holding/transfer unit transferring the cell stack to the outside of the rotating plate; And,
(S4-7) 상기 그립퍼가 회전판의 내측 방향으로 이동하여 2개의 분리막의 끝단부를 회전판의 양단부에 위치시켜 적층 대기 상태로 되는 단계;(S4-7) moving the gripper in the inner direction of the rotating plate to place the ends of the two separators on both ends of the rotating plate to enter a stacking standby state;
를 포함할 수 있다.It may include.
본 발명에 따르면, 2개의 분리막이 연결되어 있는 회전판을 180도씩 일정한 주기로 연속적으로 회전시키면서 각각의 분리막에 음극판 및 양극판을 동시에 전달하여 음극판과 분리막과 양극판이 교번으로 적층된 셀 스택(cell stack)을 제조할 수 있다.According to the present invention, while continuously rotating the rotating plate to which the two separators are connected at regular intervals by 180 degrees, the negative plate and the positive plate are simultaneously transferred to each of the separators to form a cell stack in which the negative plate, the separator, and the positive plate are alternately stacked. Can be manufactured.
따라서 간단한 구성으로 셀 스택을 불량없이 적층할 수 있으며, 적층 속도를 기존보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.Therefore, it is possible to stack the cell stack without defects with a simple configuration, and there is an advantage that the stacking speed can be improved than before.
도 1은 본 발명의 셀 스택 적층 장치에 의해 적층되는 이차전지의 셀 스택(cell stack)의 구성의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 셀 스택 적층 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시한 셀 스택 적층 장치의 작동을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 셀 스택 적층 장치에 의해 셀 스택이 적층되는 과정을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 도 1에 도시한 셀 스택 적층 장치를 이용하여 셀 스택을 적층하는 과정을 순차적으로 나타낸 정면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a configuration of a cell stack of a secondary battery stacked by the cell stack stacking apparatus of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing the configuration of a cell stack stacking apparatus of a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an operation of the cell stack stacking apparatus shown in FIG. 1.
4 is a plan view schematically illustrating a process of stacking a cell stack by the cell stack stacking apparatus illustrated in FIG. 1.
5A to 5G are front views sequentially illustrating a process of stacking a cell stack using the cell stack stacking apparatus shown in FIG. 1.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred examples of the disclosed invention, and there may be various modifications that may replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이차전지의 셀 스택 및 그 적층 장치 및 방법을 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a cell stack of a secondary battery according to the present invention and a stacking apparatus and method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 셀 스택 적층 장치에 의해 적층되는 이차전지의 셀 스택(cell stack)의 구성의 일례를 나타낸 것으로, 셀 스택(1)은 서로 반대 방향으로 감겨지면서 겹쳐지는 2개의 분리막(2)과, 상기 2개의 분리막(2)의 사이사이에 교대로 적층되는 복수의 음극판(4) 및 양극판(3)을 포함한다. 1 shows an example of a configuration of a cell stack of a secondary battery stacked by the cell stack stacking apparatus of the present invention. The
상기 분리막(2)은 이차전지 내 두 전극판(양극판 및 음극판)을 격리시켜 물리적 접촉에 의한 전기적 단락을 차단하고, 미세기공 내에 담지된 전해액을 통해 이온이 두 전극 사이로 이동할 수 있는 통로를 제공하는 미세 다공 막이다. The
본 발명에서는 2개의 분리막(2)을 이용하여 양극판(3)과 음극판(4)을 동시에 적층하므로, 셀 스택(1)의 중앙에서 분리막(2)은 2개가 서로 겹쳐지게 적층되며, 그 외측에서는 각각의 분리막(2)에 양극판(3)과 음극판(4)이 교대로 적층된 구조를 갖는다.In the present invention, since the
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 스택 적층 장치의 구성 및 작동례를 나타낸 것으로, 셀 스택 적층 장치는 2개의 분리막(2)을 개별적으로 공급하는 제1분리막 공급부(11) 및 제2분리막 공급부(12), 상기 제1분리막 공급부(11)에서 공급되는 분리막(2)과 상기 제2분리막 공급부(12)에서 공급되는 분리막(2)이 연결되는 회전판(20), 상기 회전판(20)이 반바퀴, 즉 180도씩 1회전 할 때마다 2개의 분리막(2) 각각에 양극판(3)과 음극판(4)을 전달하는 양극판 공급부와 음극판 공급부, 상기 각각의 분리막(2)의 끝단을 파지하여 회전판(20) 상에 고정하는 2개가 한 쌍으로 된 그립퍼(30), 상기 회전판(20)과 제1분리막 공급부(11) 사이 및 회전판(20)과 제2분리막 공급부(12) 사이에 각각 설치되어 분리막(2)을 안내하면서 지지하는 분리막 가이드(40), 및 상기 회전판(20) 상에서 2개의 분리막(2)에 복수의 양극판(3)과 음극판(4)을 적층하여 셀 스택(1)을 만드는 공정이 완료된 후 셀 스택(1)을 파지하여 다른 공정 위치로 이송하는 스택 홀딩/이송유닛(50)을 포함한다. 2 to 4 are diagrams illustrating a configuration and operation example of a cell stack stacking apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein the cell stack stacking apparatus includes a first
상기 제1분리막 공급부(11) 및 제2분리막 공급부(12)는 분리막(2)이 권취된 롤이 끼워지는 샤프트(11a, 12a)를 구비하여, 회전판(20)이 회전함에 따라 분리막(2)이 롤에서 풀려져 나오면서 이송되어 회전판(20) 상의 그립퍼(30)에 감겨지게 된다. 상기 제1분리막 공급부(11) 및 제2분리막 공급부(12)에서 풀려져 나온 분리막(2)은 원형봉 또는 롤 형태로 된 분리막 가이드(40)에 의해 안내되면서 일정한 경로를 따라 이송된다. The first separation
상기 회전판(20)은 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 일방향으로 180도씩 회전하도록 구성되어 2개의 분리막(2)을 감는다. 상기 회전판(20)은 대략 원반형으로 이루어지며, 양단부에 그립퍼(30)가 마련되어 있다. 회전판(20)을 회전시키기 위한 회전수단은 회전판(20)의 축에 직결되는 모터, 또는 모터와 상기 모터의 축을 회전판(20)의 축에 연결하는 벨트 또는 기어와 같은 동력전달장치, 또는 유압모터 등 공지의 회전 구동 장치를 적용하여 구성할 수 있다. The rotating
상기 회전판(20)은 셀 스택(1)의 적층 공정이 완료된 후 그립퍼(30)를 셀 스택(1) 내측에서 분리할 수 있도록 공지의 선형운동장치에 의해 상하로 이동이 가능하게 설치된다. 상기 선형운동장치로는 공압실린더, 리니어모터, 서보모터와 볼스크류 등을 적용한 선형운동장치 등 공지의 선형운동장치를 적용하여 구성할 수 있다.The rotating
상기 그립퍼(30)는 회전판(20)의 양단부에 2개가 서로 대향되게 설치되며, 각각의 그립퍼(30)는 2개의 얇은 바아가 일정한 스트로크로 벌어졌다 오므려지면서 분리막(2)의 끝단부를 파지할 수 있도록 구성된다. 또한 상기 그립퍼(30)는 회전판(20)의 양단부에 회전판(20)의 내외측 방향으로 이동 가능하게 설치된다. Two of the
상기 스택 홀딩/이송유닛(50)는 회전판(20)의 일측에서 회전판(20) 상의 셀 스택(1)을 파지할 수 있도록 구성되며, 셀 스택(1)을 파지한 후 다른 공정 위치, 예를 들어 셀 스택(1)을 테이핑하는 공정 위치로 이송하도록 구성된다. 이러한 스택 홀딩/이송유닛(50)은 집게와 같이 벌어지거나 오므려지면서 셀 스택(1)을 파지할 수 있는 클램핑부재가 설치되어 있는 공지의 셀 스택 고정 및 이송 장치를 적용하여 구성할 수 있다. The stack holding/
또한 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 회전판(20)의 일측에는 일련의 셀 스택(1) 적층 공정이 완료된 후 분리막(2)을 절단하여 셀 스택(1)을 분리막(2)에서 분리하는 커팅장치가 구성된다. 상기 커팅장치 역시 일반적인 셀 스택 적층 시스템에 구성되는 공지의 분리막 커팅장치를 적용하여 구성할 수 있다.In addition, although not shown in the drawing, on one side of the
이러한 셀 스택 적층 장치를 이용하여 셀 스택을 적층하는 방법의 예를 도 5a 내지 도 5g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.An example of a method of stacking a cell stack using such a cell stack stacking apparatus will be described below with reference to FIGS. 5A to 5G.
도 5a에 도시한 것과 같이, 2개의 그립퍼(30)가 제1분리막 공급부(11) 및 제2분리막 공급부(12)에서 공급되는 2개의 분리막(2) 각각을 파지하여 회전판(20)의 양단부 내에 위치하면, 도 5b에 도시된 것처럼 회전판(20)이 그 축을 중심으로 180도로 일방향으로 회전한다. 이에 따라 2개의 분리막(2)이 회전판(20) 상의 그립퍼(30)에 감겨지게 된다. 이어서 회전판(20)의 양측에서 양극판 공급부 및 음극판 공급부가 각각 양극판(3)과 음극판(4)을 분리막(2)으로 전달하여 적층한다. As shown in FIG. 5A, two
그런 다음, 다시 회전판(20)이 동일한 방향으로 180도로 회전한 후, 회전판(20)의 양측에서 최외곽의 분리막(2)에 양극판(3)과 음극판(4)을 전달하여 적층한다(도 3의 (B) ~(D) 참조). 이와 같이 회전판(20)이 1회전 할 때마다 2개의 분리막(2) 각각에 양극판(3)과 음극판(4)을 동시에 공급하여 적층하는 과정을 지정된 회수만큼 반복하여 분리막(2)에 정해진 수의 양극판(3)과 음극판(4)을 교대로 적층하여 셀 스택(1)을 만든다. Then, after the
이러한 과정을 통해 회전판(20) 상에서 셀 스택(1)이 만들어지면, 도 5c에 도시한 것과 같이 스택 홀딩/이송유닛(50)로 셀 스택(1)의 양측을 파지하여 고정한 다음, 상기 회전판(20) 및 그립퍼(30)를 하강시켜 그립퍼(30)를 셀 스택(1) 내측에서 분리한다. When the
이어서 도 5d 및 도 5e에 도시한 것과 같이, 상기 2개의 그립퍼(30)를 회전판(20)의 외측 방향으로 이동한 다음, 각각의 그립퍼(30)를 벌리고 다시 회전판(20)을 상승시킨 후 그립퍼(3)를 오므려서 2개의 그립퍼(30) 각각이 셀 스택(1) 양측 외곽의 분리막(2) 끝부분을 파지한다. Subsequently, as shown in FIGS. 5D and 5E, the two
이 상태에서 도 5f에 도시한 것과 같이 커팅장치를 이용하여 상기 그립퍼(30)에 파지된 분리막(2)의 끝부분과 셀 스택(1)의 양쪽 끝부분 사이의 분리막(2)을 절단하여 셀 스택(1)을 자유롭게 한 다음, 도 5g에 도시한 것과 같이 상기 스택 홀딩/이송유닛(50)을 회전판(20)의 외측으로 이동시켜 셀 스택(1)을 지정된 다음 공정 위치로 이송한다. 이와 동시에 상기 그립퍼(30)가 회전판(20)의 내측 방향으로 이동하여 2개의 분리막(2)의 끝단부를 회전판(20)의 양단부에 위치시킴으로써 그 다음 셀 스택 적층 공정을 수행하기 위한 적층 대기 상태로 만들고, 이어서 전술한 것과 같은 과정을 연속 반복적으로 수행하여 셀 스택(1)을 만든다. In this state, as shown in FIG. 5F, the
전술한 것과 같은 셀 스택 적층 장치는 회전판(20)에 2개의 분리막(2)을 공급하고, 회전판(20)을 180도씩 일방향으로 회전시키면서 각각의 분리막(2)에 양극판(3)과 음극판(4)을 동시에 공급하여 적층할 수 있는 구성을 갖는다. 따라서 양극판(3)과 음극판(4)의 공급 및 적층 속도를 기존의 셀 스택 적층장치보다 빠르게 할 수 있다.In the cell stack lamination apparatus as described above, the two
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various substitutions, additions, and modifications within the scope not departing from the technical idea described above. It is natural, and it should be understood that such modified embodiments also belong to the protection scope of the present invention defined by the appended claims below.
1 : 셀 스택
2 : 분리막
3 : 양극판
4 : 음극판
11 : 제1분리막 공급부
12 : 제2분리막 공급부
20 : 회전판
30 : 그립퍼
40 : 분리막 가이드
50 : 스택 홀딩/이송유닛1: cell stack 2: separator
3: positive plate 4: negative plate
11: first separation membrane supply unit 12: second separation membrane supply unit
20: rotating plate 30: gripper
40: separation membrane guide 50: stack holding/transfer unit
Claims (8)
상기 제1분리막 공급부에서 공급되는 분리막과 상기 제2분리막 공급부에서 공급되는 분리막이 연결되며, 일축을 중심으로 일방향으로 180도씩 회전하도록 설치되어 2개의 분리막을 동시에 감는 회전판;
상기 각각의 분리막의 끝단을 파지하여 회전판 상에 고정하는 2개가 한 쌍으로 된 그립퍼; 및,
상기 회전판의 양측에 설치되어, 회전판이 1회전 할 때마다 2개의 분리막 각각에 양극판과 음극판을 전달하는 양극판 공급부와 음극판 공급부;
를 포함하는 이차전지의 셀 스택 적층 장치.A first separation membrane supply unit and a second separation membrane supply unit separately supplying the two separation membranes;
A rotating plate that connects the separation membrane supplied from the first separation membrane supply unit and the separation membrane supplied from the second separation membrane supply unit, and is installed to rotate 180 degrees in one direction around an axis to simultaneously wind two separation membranes;
A pair of two grippers gripping the ends of each of the separators and fixing them on the rotating plate; And,
A positive electrode plate supply unit and a negative electrode plate supply unit provided on both sides of the rotary plate and transferring the positive plate and the negative plate to each of the two separators each time the rotary plate rotates;
Cell stack lamination apparatus of a secondary battery comprising a.
(S1) 그립퍼가 2개의 분리막 각각을 파지하여 회전판 상에 위치하는 단계;
(S2) 회전판을 180도씩 일방향으로 회전하는 단계;
(S3) 회전판이 1회전 할 때마다 2개의 분리막 각각에 양극판과 음극판을 공급하여 적층하는 단계; 및,
(S4) 회전판이 정해진 회전수로 회전하여 2개의 분리막에 정해진 수의 양극판 및 음극판이 교번으로 적층되면 회전판의 회전을 중단하고 완성된 셀 스택을 회전판의 외측으로 이송하는 단계;
를 포함하는 이차전지의 셀 스택 적층 방법.A method of laminating a cell stack using the cell stack laminating apparatus according to any one of claims 2 to 6, comprising:
(S1) a gripper gripping each of the two separators to be positioned on the rotating plate;
(S2) rotating the rotating plate 180 degrees in one direction;
(S3) supplying and stacking a positive plate and a negative plate to each of the two separators each time the rotating plate rotates; And,
(S4) stopping rotation of the rotating plate and transferring the completed cell stack to the outside of the rotating plate when the rotating plate rotates at a predetermined number of rotations and a predetermined number of positive and negative plates are alternately stacked on the two separators;
Cell stack lamination method of a secondary battery comprising a.
(S4-1) 스택 홀딩/이송유닛으로 셀 스택을 고정하는 단계;
(S4-2) 상기 회전판 및 그립퍼를 하강시켜 그립퍼를 셀 스택에서 분리하는 단계;
(S4-3) 상기 그립퍼를 회전판의 외측 방향으로 이동하는 단계;
(S4-4) 상기 회전판을 상승시키고 그립퍼가 셀 스택 외곽의 분리막의 끝단부를 파지하는 단계;
(S4-5) 상기 그립퍼에 파지된 분리막의 끝단부와 셀 스택 사이의 분리막을 절단하는 단계;
(S4-6) 상기 스택 홀딩/이송유닛이 셀 스택을 회전판의 외측으로 이송하는 단계; 및,
(S4-7) 상기 그립퍼가 회전판의 내측 방향으로 이동하여 2개의 분리막의 끝단부를 회전판의 양단부에 위치시켜 적층 대기 상태로 되는 단계;
를 포함하는 이차전지의 셀 스택 적층 방법.
The method of claim 7, wherein the (S4) step,
(S4-1) fixing the cell stack with a stack holding/transfer unit;
(S4-2) separating the gripper from the cell stack by lowering the rotating plate and the gripper;
(S4-3) moving the gripper in an outward direction of the rotating plate;
(S4-4) raising the rotating plate and gripping the end of the separator outside the cell stack by a gripper;
(S4-5) cutting the separator between the cell stack and the end of the separator held by the gripper;
(S4-6) the stack holding/transfer unit transferring the cell stack to the outside of the rotating plate; And,
(S4-7) moving the gripper in the inner direction of the rotating plate to place the ends of the two separators on both ends of the rotating plate to enter a stacking standby state;
Cell stack lamination method of a secondary battery comprising a.
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