KR20210043339A

KR20210043339A - 2차 전지 생산용 스태킹 장치 및 이를 포함하는 2차 전지용 전극 생산 시스템

Info

Publication number: KR20210043339A
Application number: KR1020190126392A
Authority: KR
Inventors: 정연길
Original assignee: 유일에너테크(주)
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-04-21
Also published as: KR102273326B1

Abstract

본 발명은 전극을 적재하여 보관하는 매거진과 상기 매거진으로 상기 전극을 밀어내는 푸셔를 포함하는 2차 전지 생산용 스태킹 장치로서, 상기 매거진은 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 매거진과 제2 매거진을 포함하고, 상기 푸셔는 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 푸셔와 제2 푸셔를 포함하고, 상기 제1 푸셔와 상기 제2 푸셔는 시간차를 두고 번갈아 작동하여, 상기 전극을 상기 제1 매거진과 상기 제2 매거진으로 상기 전극을 번갈아 밀어내는 2차 전지 생산용 스태킹 장치를 제공할 수 있다.

Description

2차 전지 생산용 스태킹 장치 및 이를 포함하는 2차 전지용 전극 생산 시스템{APPARATUS FOR STACKING AND SYSTEM FOR PRODUCING ELECTRODES OF BATTERY HAVING THE SAME}

본 발명은 2차 전지 생산용 스태킹 장치 및 이를 포함하는 2차 전지용 전극 생산 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 화학 전지라 함은 양극, 음극 및 전해질을 포함하며 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 전지를 말하며, 이는 일회용으로 사용하는 일차 전지와 충방전이 가능하여 반복적인 사용이 가능한 2차 전지로 구분될 수 있다.

충방전이 가능한 장점에 의해 2차 전지의 사용이 점차적으로 늘고 있는 추세이다. 이와 같은 2차 전지 중에서도 리튬 2차 전지는 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에, 전자 통신 기기의 전원으로 사용되거나 고출력의 하이브리드 자동차 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)은 전지의 양극과 음극으로 사용되어 전지와 전지 외부를 전기적으로 연결하는데 사용된다.

전극은 전극소재에 전극탭을 형성하는 노칭공정 후, 일정한 크기로 절단하는 공정을 통하여 생산된다. 커팅된 전극은 컨베이어에 진공흡착되어 매거진이 배치된 위치까지 이송된다. 매거진의 상측에는 푸셔가 배치된다. 컨베이어의 진공이 해제되고, 푸셔는 전극을 밀어 전극을 매거진으로 낙하시킨다.

그러나 전극의 크기가 커지면서, 푸셔에 의해 매거진으로 전극의 낙하속도가 느려지거나. 전극생산설비의 속도가 빨라지면서 매거진의 위치에 공급되는 전극의 속도가 빨라져, 매거진에 낙하하는 전극이 매거진에 완전히 적재되기 전에 그 위로 다른 전극이 낙하하면서 매거진을 향하여 낙하하는 전극들이 부딪혀 손상되는 문제가 발생한다. 이는 2차전지 생산설비의 생산성 저하로 직결되는 문제이다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0089803호(2015.08.05.공개)

본 발명의 목적은, 매거진을 향하여 낙하하는 전극들이 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 2차 전지 생산용 스태킹 장치 및 이를 포함하는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공함에 있다.

실시예는, 전극을 적재하여 보관하는 매거진과 상기 매거진으로 상기 전극을 밀어내는 푸셔를 포함하는 2차 전지 생산용 스태킹 장치로서, 상기 매거진은 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 매거진과 제2 매거진을 포함하고, 상기 푸셔는 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 푸셔와 제2 푸셔를 포함하고, 상기 제1 푸셔와 상기 제2 푸셔는 시간차를 두고 번갈아 작동하여, 상기 전극을 상기 제1 매거진과 상기 제2 매거진으로 상기 전극을 번갈아 밀어내는 2차 전지 생산용 스태킹 장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전극은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극은 제1 매거진에 적재되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 매거진에 적재될 수 있다.

바람직하게는, 상기 전극을 상기 푸셔부로 이송시키는 컨베이어부를 더 포함하고, 상기 컨베이어부에는 상기 이송방향을 기준으로, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 번갈아 배치되는 영역을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이송방향을 기준으로, 상기 제1 푸셔는 상기 제2 푸셔보다 전방에 배치되고, 상기 제1 푸셔에는 제1 전극만 공급되고, 상기 제2 푸셔에는 제1 전극과 제2 전극이 번갈아 공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 이송방향을 기준으로, 상기 제2 푸셔보다 후방에 배치되어, 불량 상태의 상기 전극을 밀어내어 배출시키는 제3 푸셔를 더 포함하고, 상기 제3 푸셔에는 제1 전극과 제2 전극이 번갈아 공급될 수 있다.

바람직하게는, 상기 푸셔부에 공급되는 상기 전극을 정렬시키는 얼라인 장치을 더 포함하고, 상기 얼라인 장치는, 직선 이동하여, 정렬영역에서 상기 전극의 측면과 접촉하는 정렬부와, 직선 이동하여, 상기 정렬영역으로 진퇴하는 지그 및 상기 정렬부 및 상기 지그와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 매거진에서 만재를 감지하는 신호가 입력되면, 상기 지그를 상기 정렬영역에 진입시켜, 상기 지그가 상기 전극의 하면을 거치하도록 제어하고, 교체된 새로운 매거진를 감지하는 신호가 입력되면, 상기 지그를 상기 정렬영역에서 후퇴시켜, 상기 지그가 상기 전극의 거치를 해제하도록 제어할 수 있다.

실시예는, 전극소재를 연속 공급하는 언와인딩부와, 상기 언와인딩부에서 공급되는 상기 전극소재의 이동 경로 상에 배치되는 노칭부와, 상기 노칭부에서 공급되는 상기 전극소재의 이동 경로 상에 배치되어 전극을 생성하는 커팅부 및 상기 커팅부에 커팅된 상기 전극을 스태킹 하는 스태킹 장치를 포함하고, 상기 스태킹 장치는, 전극을 적재하여 보관 하는 매거진과 상기 매거진으로 상기 전극을 밀어내는 푸셔를 포함하고, 상기 매거진은 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 매거진과 제2 매거진을 포함하고, 상기 푸셔는 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 푸셔와 제2 푸셔를 포함하고, 상기 제1 푸셔와 상기 제2 푸셔는 시간차를 두고 번갈아 작동하여, 상기 전극을 상기 제1 매거진과 상기 제2 매거진으로 상기 전극을 번갈아 밀어내는 2차 전지 생산 시스템를 제공할 수 있다.

실시예에 따르면, 매거진을 향하여 낙하하는 전극들이 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

실시예에 따르면, 제1 전극의 스태킹 작업과 제2 전극의 스태킹 작업을 함께 수행할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산 시스템을 도시한 정면도,
도 2는 스태킹 장치를 도시한 도면,
도 3은 제1 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 4는 제2 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 5는 제2 푸셔가 작동한 이후, 다음 제1 전극이 제1 푸셔에 정렬되는 상태를 도시한 도면,
도 6은 제1 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 7은 제1 푸셔가 작동한 이후, 다음 제2 전극이 제2 푸셔에 정렬되는 상태를 도시한 도면,
도 8은 제2 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 9는 제2 푸셔가 작동한 이후, 다음 제1 전극이 제1 푸셔에 정렬되는 상태를 도시한 도면,
도 10은 다시 제1 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 11은 제1 푸셔가 작동한 이후, 다음 제2 전극이 제2 푸셔에 정렬되는 상태를 도시한 도면,
도 12는 제2 푸셔가 작동하는 상태를 도시한 도면,
도 13은 지그와 정렬부를 도시한 도면이다.

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

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

2차 전지용 전극 생산시스템은 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 자동으로 연속 생산하기 위한 장치이다.

도 1은 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산 시스템을 도시한 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템은 언 와인딩부(100), 노칭부(200), 커팅부(300), 스태킹 장치(400)를 포함한다. 입측의 언 와인딩부(100)로부터 가로로 길게 이어지는 띠형의 금속판으로 형성되는 전극소재가 공급된다. 전극소재는 가로로 길게 이어지는 띠형의 금속판은 음극전지를 생산하는 경우 구리로 형성될 수 있고, 양극전지를 생산하는 경우 알루미늄으로 형성될 수 있다.

노칭부(200)는 공급된 전극소재에 전극 탭을 형성하여 전극을 생산한다. 커팅부(400)는 전극를 제품의 요구되는 크기로 절단한다. 절단된 전극은 스태킹 장치(400)로 공급된다.

언 와인딩부(100)는 띠형의 금속판으로 형성되는 전극소재를 연속공급한다. 언 와인딩부(100)는 복수의 전극소재 공급용 릴 및 서보모터를 포함하여 상기 복수의 전극소재 공급용 릴로부터 전극소재를 연속공급한다. 릴은 전극소재를 두루마리 형태로 각각 감아서 보관할 수 있다. 릴은 2개가 배치될 수 있다. 하나의 릴은 전극소재를 현재 공급하는 것이고, 다른 하나의 릴은 예비적으로 전극소재를 공급하기 위한 것일 수 있다. 서보모터는 전극소재가 공급되도록 릴을 구동시킬 수 있다.

언와인딩부(100)는 언 와인더 오토스플라이스에 의해 전극소재의 교체가 자동으로 이루어져 즉시 전극소재를 연속으로 공급할 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 전극소재의 교체가 수동(手動)으로 이루어질 수 있다.

노칭부(200)는 상하로 이동하는 금형을 통해 전극소재에 전극 탭을 형성시킨다. 노칭부(200)는 언 와인딩부(100)에서 공급되는 전극소재가 금형상판과 금형하판 사이를 통과하며, 상기 통과하는 과정에서 금형상판이 이동하여 전극소재를 노칭(notching)시킴으로써. 전극소재에 일정한 간격으로 노치를 형성하여 일측으로 돌출되는 형태의 전극 탭이 포함된 전극을 생성한다. 노칭부(200)를 통과하는 전극을 연속적으로 끌어당기는 견인방식으로 연속이동시켜 노칭부(200)의 후방에서 전극을 연속적으로 공급하는 피딩 장치들이 마련될 수 있다.

노칭부(200)의 금형상판 뿐만 아니라, 금형하판이 아래로 이동했다가 상승하면서 전극소재를 노칭하여 전극소재에 탭을 형성할수도 있고, 금형상판과 금형하판이 동시에 각각 상하로 이동하면서 전극소재를 노칭하여 전극소재에 탭을 형성할수도 있다.

또한, 금형상판과 금형하판을 이동하여 노칭할 때 한번에 한개의 전극탭만 형성하는것이 보통이지만, 한번의 노칭으로(한번의 금형타발로) 한번에 여러개(예를 들어 2개부터 8개까지)의 전극탭을 형성하는 동시타발도 가능하다. 이는 여러개의 전극탭이 형성된 금형판을 이용함으로써 가능해질 수 있다.

커팅부(300)는 전극을 순차적으로 차례차례 절단시키는 장치이다. 커팅부(300)는 전극을 커팅하는 절단수단과, 컨베이어와 같이 절단된 전극들을 이동시키는 이동수단을 포함할 수 있다. 이동수단에는 클리닝 수단이 별도로 마련될 수 있다. 그리고 커팅된 전극을 영상을 통해 검사하는 장치가 마련될 수 있다. 품질이 좋은 전극들을 선별하고, 품질이 불량인 전극들은 취출하여 제거할 수 있다.

도면에서, y축이 나타내는 방향은 전극의 이송방향이고, z축이 나타내는 방향은 전극의 이송방향과 수직인 방향으로 2차 전지용 전극 생산 시스템의 상하방향이다.

도 2는 스태킹 장치를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면 스태킹 장치(400)는, 매거진(410)과 푸셔(420)를 포함할 수 있다.

매거진(410)은 제1 매거진(410A)과 제2 매거진(410B)을 포함할 수 있다. 제1 매거진(410A)과 제2 매거진(410B)은 이송방향(y)으로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 제1 매거진(410A)은 제2 매거진(410B)의 후방에 배치될 수 있다. 제1 매거진(410A)에는 제1 전극(S1)이 적재된다. 제2 매거진(410B)에는 제2 전극(S2)이 적재된다.

푸셔(420)는 제1 푸셔(420A)와 제2 푸셔(420B)를 포함할 수 있다. 제1 푸셔(420A)와 제2 푸셔(420B)는 이송방향(y)으로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다. 제1 푸셔(420A)는 제2 푸셔(420B)의 후방에 배치될 수 있다. 제1 푸셔(420A)는 제1 매거진(410A)의 상측에 배치된다. 제2 푸셔(420B)는 제2 매거진(410B)의 상측에 배치된다. 컨베이어부(C)는 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)을 흡착하여 매거진(410) 측으로 이송시킨다.

제1 푸셔(420A)는 제1 전극(S1)을 밀어 제1 매거진(410A) 측으로 낙하시킨다. 제2 푸셔(420B)는 제2 전극(S2)을 밀어 제2 매거진(410B) 측으로 낙하시킨다.

스태킹 장치(400)는 제3 푸셔(430)를 더 포함할 수 있다. 제3 푸셔(430)는 제2 푸셔(420B)의 전방에 배치되어, 불량 상태의 제1 전극(S1) 또는 제2 전극(S2)을 밀어내어 배출시키는 역할을 한다.

제어부(440)는 제1 푸셔(420A)와 제2 푸셔(420B)와 제3 푸셔(430)의 작동을 제어할 수 있다.

제어부(440)는 제1 푸셔(420A)와 상기 제2 푸셔(420B)를 시간차를 두고 번갈아 작동시킨다. 따라서, 제1 푸셔(420A)는 제1 전극(S1)을 제1 매거진(410A)으로 밀어낸 다음, 제2 푸셔(420B)가 제2 전극(S2)을 제2 매거진(410B)으로 밀어 낸다. 이는 제1 매거진(410A)으로 낙하하는 제1 전극(S1)들이 서로 부딪히지 않도록 낙하하는 제1 전극(S1)들 사이의 간격을 확보하기 위함이다. 또한, 제2 매거진(410B)으로 낙하하는 제2 전극(S2)들이 서로 부딪히지 않도록 낙하하는 제2 전극(S2)들 사이의 간격을 확보하기 위함이다.

컨베이어부(C)에는 이송방향(y)을 따라 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)이 번갈아 배치될 수 있다. 그리고 작동 전 제1 푸셔(420A)의 하측에 제1 전극(S1)이 배치되고, 제2 푸셔(420B)의 하측에 제2 전극(S2)이 배치될 수 있다. 이를 위해, 컨베이어부(C)의 최후방에는 이송방향(y)을 따라 제1 전극(S1)이 연속되어 배치되고, 나머지 컨베이어부(C)에는 이송방향(y)을 따라 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)이 번갈아 배치될 수 있다.

도 3은 제1 푸셔(420A)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 먼저 제1 푸셔(420A)가 작동한다. 제1 푸셔(420A)가 작동하면, 제1 푸셔(420A)에 정렬되어 배치된 제1 전극(S1)을 밀어 제1 매거진(410A)으로 낙하시킨다.

도 4는 제2 푸셔(420B)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 제1 푸셔(420A)가 작동한 다음 일정한 시간차를 두고 제2 푸셔(420B)가 작동한다. 제2 푸셔(420B)가 작동하면, 제2 푸셔(420B)에 정렬되어 배치된 제2 전극(S2)을 밀어 제2 매거진(410B)으로 낙하시킨다. 이때, 제1 매거진(410A)으로 낙하된 제1 전극(S1)은 계속 낙하하여 제1 매거진(410A)의 바닥과 가깝게 위치할 수 있다.

도 5는 제2 푸셔(420B)가 작동한 이후, 다음 제1 전극(S1)이 제1 푸셔(420A)에 정렬되는 상태를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 제2 푸셔(420B)가 작동 중에도 컨베이어부(C)가 전극(S1,S2)들을 이송시켜 다음 제1 전극(S1)을 제1 푸셔(420A)에 정렬시킬 수 있다. 다음 제1 전극(S1)을 제1 푸셔(420A)에 정렬되는 동안 제1 매거진(410A)으로 낙하된 제1 전극(S1)은 제1 매거진(410A)의 바닥에 도달하여 제1 매거진(410A)에 적재될 수 있다. 그리고, 제2 매거진(410B)으로 낙하된 제2 전극(S2)은 계속 낙하하여 제2 매거진(410B)의 바닥과 가깝게 위치할 수 있다.

제1 푸셔(420A)는 제2 푸셔(420B)보다 후방에 배치되기 때문에, 제1 푸셔(420A)에는 제1 전극(S1)만 공급될 수 있다. 그리고 제2 푸셔(420B)에는 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)이 번갈아 공급될 수 있다. 제3 푸셔(430)에는 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)이 번갈아 공급될 수 있다.

도 6은 제1 푸셔(420A)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 제1 푸셔(420A)가 작동하면, 제1 푸셔(420A)에 정렬되어 배치된 다음 제1 전극(S1)을 밀어 제1 매거진(410A)으로 낙하시킨다. 이전 제1 푸셔(420A)에 의해 밀린 제1 전극(S1)은 제1 매거진(410A)의 바닥에 적재된 상태이기 때문에 낙하하는 제1 전극(S1)과 적재된 제1 전극(S1) 사이에 거리가 충분하여 제1 매거진(410A)에서 제1 전극(S1)들이 낙하 중에 부딪칠 위험이 없다.

도 7은 제1 푸셔(420A)가 작동한 이후, 다음 제2 전극(S2)이 제2 푸셔(420B)에 정렬되는 상태를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 다음 제2 전극(S2)을 제2 푸셔(420B)에 정렬되는 동안 추가적으로 제1 매거진(410A)으로 낙하된 제1 전극(S1)은 계속 낙하하여 이미 적재된 제1 전극(S1)과 가깝게 위치할 수 있다.

도 8은 제2 푸셔(420B)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 제2 전극(S2)이 제2 푸셔(420B)에 정렬되면, 제2 푸셔(420B)가 작동한다. 제2 푸셔(420B)가 작동하면, 제2 푸셔(420B)에 정렬되어 배치된 다음 제2 전극(S2)을 밀어 제2 매거진(410B)으로 낙하시킨다.

도 9는 제2 푸셔(420B)가 작동한 이후, 다음 제1 전극(S1)이 제1 푸셔(420A)에 정렬되는 상태를 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 다시 제1 전극(S1)이 제1 푸셔(420A)에 정렬될 수 있다. 제1 전극(S1)이 제1 푸셔(420A)에 정렬되는 동안 추가적으로 제2 매거진(410B)으로 낙하된 제2 전극(S2)은 계속 낙하하여 이미 적재된 제2 전극(S2)과 가깝게 위치할 수 있다.

도 10은 다시 제1 푸셔(420A)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 다시 제1 푸셔(420A)가 작동하면, 제1 푸셔(420A)에 정렬되어 배치된 다음 제1 전극(S1)을 밀어 제1 매거진(410A)으로 낙하시킨다. 이전 제1 푸셔(420A)에 의해 밀린 제1 전극(S1)은 제1 매거진(410A)의 바닥에 적재된 상태이기 때문에 낙하하는 제1 전극(S1)과 적재된 제1 전극(S1) 사이에 거리가 충분하다. 제1 푸셔(420A)가 작동하는 동안 2 매거진(410)으로 낙하된 제2 전극(S2)은 이미 제2 매거진(410B)에 적재된 제2 전극(S2) 위에 적재될 수 있다.

도 11은 제1 푸셔(420A)가 작동한 이후, 다음 제2 전극(S2)이 제2 푸셔(420B)에 정렬되는 상태를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 다음 제2 전극(S2)을 제2 푸셔(420B)에 정렬시킨다. 다음 제2 전극(S2)을 제2 푸셔(420B)에 정렬되는 동안, 제1 매거진(410A)으로 낙하된 제1 전극(S1)은 계속 낙하하여 이미 적재된 제1 전극(S1)과 가깝게 위치할 수 있다.

도 12는 제2 푸셔(420B)가 작동하는 상태를 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제2 전극(S2)이 제2 푸셔(420B)에 정렬되면, 제2 푸셔(420B)가 작동한다. 제2 푸셔(420B)가 작동하면, 제2 푸셔(420B)에 정렬되어 배치된 다음 제2 전극(S2)을 밀어 제2 매거진(410B)으로 낙하시킨다. 이전 제2 푸셔(420B)에 의해 밀린 제2 전극(S2)은 제2 매거진(410B)에 적재된 상태이기 때문에 낙하하는 제2 전극(S2)과 적재된 제2 전극(S2) 사이에 거리가 충분하여 제2 매거진(410B)에서 제2 전극(S2)들이 낙하 중에 부딪칠 위험이 없다.

이와 같은 과정이 반복되면, 제1 전극(S1)과 제2 전극(S2)에 대한 스태킹 작업이 진행된다. 제1 매거진(410A) 또는 제2 매거진(410B)에 적재되는 전극들의 양에 따라, 제1 푸셔(420A)와 제2 푸셔(420B)가 번갈아 작동하는 시간차와, 전극들의 이송속도는 조절될 수 있다.

도 13은 지그(450)와 정렬부(470)를 도시한 도면이다.

제1 매거진(410A)과 제2 매거진(410B) 중 어느 하나가 만재되어도 이와 같은 스태킹 작업이 진행될 수 있다.

도 13을 참조하면, 스태킹 장치(400)는, 지그(450)와 정렬부(470)를 더 포함할 수 있다. 지그(450)는 구동부(451)와 플레이트(452)를 포함할 수 있다.

정렬부(470)는 제1 전극(S1)의 에지 또는 제2 전극(S2)의 에지와 접촉하여 제1 전극(S1) 또는 제 전극을 정렬한다. 정렬부(470)는 구동부(471)와 연결부(472)와 이동부(473)를 포함할 수 있다. 구동부(471)는 서버모터와 서버모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하는 동력전달부재로 이루어질 수 있다. 구동부(471)는 베이스(480)의 하면에 배치될 수 있다. 이는 베이스(480)의 상면에 배치되는 지그(450)를 고려한 것이다.

제어부(450)는 제1 매거진(410A) 또는 제2 매거진(410B)에서 만재를 감지하면, 전극이 정렬되는 영역에 지그(450)를 진입시킨다. 구체적으로, 제어부(460)는 구동부(451)를 작동시킨다. 구동부(451)가 작동되면, 플레이트(452)가 전극(S1,S2)이 정렬되는 영역에 진입한다. 플레이트(452)는 최하층에 위치하는 전극(S1,S2)의 상측에 위치한다. 이후, 만재된 제1 매거진(410A) 또는 제2 매거진(410B)은 교체된다. 플레이트(452)가 임시로 전극(S1,S2)들을 적재한 상태로 상술한 스태킹 작업이 진행될 수 있다.

이상, 본 발명의 2차 전지 생산용 스태킹 장치 및 이를 포함하는 2차 전지용 전극 생산 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 언와인딩부
200: 노칭부
300: 커팅부
400: 스태킹 장치
410: 매거진
410A: 제1 매거진
420B: 제2 매거진
420: 푸셔
420A: 제1 푸셔
420B: 제2 푸셔
430: 제3 푸셔
440: 제어부

Claims

전극을 적재하여 보관하는 매거진과 상기 매거진으로 상기 전극을 밀어내는 푸셔를 포함하는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
상기 매거진은 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 매거진과 제2 매거진을 포함하고,
상기 푸셔는 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 푸셔와 제2 푸셔를 포함하고,
상기 제1 푸셔와 상기 제2 푸셔는 시간차를 두고 번갈아 작동하여, 상기 전극을 상기 제1 매거진과 상기 제2 매거진으로 상기 전극을 번갈아 밀어내는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
제1 항에 있어서,
상기 전극은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
상기 제1 전극은 제1 매거진에 적재되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 매거진에 적재되는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
제2 항에 있어서,
상기 전극을 상기 푸셔부로 이송시키는 컨베이어부를 더 포함하고,
상기 컨베이어부에는 상기 이송방향을 기준으로, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극이 번갈아 배치되는 영역을 포함하는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이송방향을 기준으로,
상기 제1 푸셔는 상기 제2 푸셔보다 전방에 배치되고,
상기 제1 푸셔에는 제1 전극만 공급되고,
상기 제2 푸셔에는 제1 전극과 제2 전극이 번갈아 공급되는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
제2 항에 있어서,
상기 이송방향을 기준으로,
상기 제2 푸셔보다 후방에 배치되어, 불량 상태의 상기 전극을 밀어내어 배출시키는 제3 푸셔를 더 포함하고,
상기 제3 푸셔에는 제1 전극과 제2 전극이 번갈아 공급되는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
제2 항에 있어서,
상기 푸셔부에 공급되는 상기 전극을 정렬시키는 얼라인 장치을 더 포함하고,
상기 얼라인 장치는,
직선 이동하여, 정렬영역에서 상기 전극의 측면과 접촉하는 정렬부;
직선 이동하여, 상기 정렬영역으로 진퇴하는 지그;및
상기 정렬부 및 상기 지그와 연결되는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 매거진에서 만재를 감지하는 신호가 입력되면, 상기 지그를 상기 정렬영역에 진입시켜, 상기 지그가 상기 전극의 하면을 거치하도록 제어하고, 교체된 새로운 매거진를 감지하는 신호가 입력되면, 상기 지그를 상기 정렬영역에서 후퇴시켜, 상기 지그가 상기 전극의 거치를 해제하도록 제어하는 2차 전지 생산용 스태킹 장치.
전극소재를 연속 공급하는 언와인딩부;
상기 언와인딩부에서 공급되는 상기 전극소재의 이동 경로 상에 배치되는 노칭부;
상기 노칭부에서 공급되는 상기 전극소재의 이동 경로 상에 배치되어 전극을 생성하는 커팅부;및
상기 커팅부에 커팅된 상기 전극을 스태킹 하는 스태킹 장치를 포함하고,
상기 스태킹 장치는, 전극을 적재하여 보관 하는 매거진과 상기 매거진으로 상기 전극을 밀어내는 푸셔를 포함하고,
상기 매거진은 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 매거진과 제2 매거진을 포함하고,
상기 푸셔는 상기 전극의 이송방향을 따라 간격을 두고 배치되는 제1 푸셔와 제2 푸셔를 포함하고,
상기 제1 푸셔와 상기 제2 푸셔는 시간차를 두고 번갈아 작동하여, 상기 전극을 상기 제1 매거진과 상기 제2 매거진으로 상기 전극을 번갈아 밀어내는 2차 전지 생산 시스템.
제7항에 있어서, 상기 노칭부는,
공급되는 전극소재에 한번의 타발로 복수개의 전극탭을 형성하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 생산 시스템.