KR20210111599A - A apparatus for stacking the electrodes of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지 전극 스태킹 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 적층수단이 한 방향으로 이동하면서 양전극과 음전극을 이동 및 적층시켜 양전극과 음전극을 분리막을 사이에 두고 순서대로 스태킹하는 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 이차전지 전극 스태킹 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery electrode stacking device, and more particularly, by moving and stacking a positive electrode and a negative electrode while the electrode stacking means moves in one direction, stacking the positive electrode and the negative electrode with a separator between them in order to quickly and It relates to a secondary battery electrode stacking device that can be accurately performed.
1차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차, 전기차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구와 생산이 진행 중이다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 2차 전지 등이 있다.Unlike primary batteries, secondary batteries, which can be charged and discharged, are being actively researched and produced due to the development of high-tech fields such as digital cameras, cellular phones, notebook computers, hybrid vehicles, and electric vehicles. The secondary battery includes a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery.
이와 같은 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 나뉜다. 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.There are two major methods for manufacturing the cell stack inside the secondary battery. In the case of a small secondary battery, a method of disposing a negative plate and a positive plate on a separator and winding it to form a jelly-roll is widely used. A method of stacking a negative plate, a positive plate, and a separator in an appropriate order is widely used.
그런데 종래에는 이러한 전극 스태킹 작업을 전극 이송장치가 수평 방향으로 전후진을 반복하는 방식으로 수행하여, 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. However, in the related art, the electrode stacking operation is performed in such a way that the electrode transfer device repeats forward and backward in the horizontal direction, so there is a problem in that productivity is lowered.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전극 적층수단이 한 방향으로 이동하면서 양전극과 음전극을 이동 및 적층시켜 양전극과 음전극을 분리막을 사이에 두고 순서대로 스태킹하는 작업을 신속하게 정확하게 수행할 수 있는 이차전지 전극 스태킹 장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is that the electrode stacking means moves and stacks the positive electrode and the negative electrode while moving in one direction, so that the positive electrode and the negative electrode are stacked in order with the separator between them. To provide an electrode stacking device.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치는, 분리막이 일면 또는 양면에 부착되어 있는 양전극과 음전극 또는 분리막이 부착되어 있는 양전극과 음전극이 일부 적층된 셀을 각각 공급하는 전극 공급부; 상기 전극 공급부의 일측에 설치되며, 분리막이 부착되어 있는 양전극과 음전극이 상하 방향으로 교번적으로 적층되는 적층 스테이지; 상기 전극 공급부와 적층 스테이지 상에 설치되며, 일정한 무한 궤도를 따라 한 방향으로 순환이동하면서 상기 전극 공급부에서 공급되는 상기 양전극과 음전극을 상기 적층 스테이지로 이동시켜 적층하는 전극 적층부;를 포함한다. A secondary battery electrode stacking device according to the present invention for solving the above-described technical problem, a positive electrode and a negative electrode having a separator attached to one or both sides, or a positive electrode and a negative electrode to which a separator is attached. supply; a lamination stage installed on one side of the electrode supply unit, in which positive electrodes and negative electrodes to which a separator is attached are alternately stacked in a vertical direction; and an electrode lamination unit installed on the electrode supply unit and the lamination stage and stacked by moving the positive electrode and the negative electrode supplied from the electrode supply unit to the lamination stage while cyclically moving in one direction along a constant endless trajectory.
그리고 본 발명에서 상기 전극 공급부는, 상기 양전극과 음전극을 순차적으로 공급하는 컨베이어로 구성되는 것이 바람직하다. And in the present invention, it is preferable that the electrode supply unit is composed of a conveyor for sequentially supplying the positive electrode and the negative electrode.
또한 본 발명에서 상기 전극 공급부는, 상기 양전극을 공급하는 상기 양전극 공급수단과 상기 음전극을 공급하는 음전극 공급수단으로 구성되는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, the electrode supply unit is preferably composed of the positive electrode supply means for supplying the positive electrode and the negative electrode supply means for supplying the negative electrode.
또한 본 발명에서 상기 적층 스테이지는, 동일한 높이에 나란하게 설치되는 복수개의 스테이지를 구비하는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, the lamination stage preferably includes a plurality of stages installed in parallel at the same height.
또한 본 발명에서 상기 전극 적층부는, 상기 전극 공급부와 상기 적층 스테이지 양측 또는 전후면 구간에서는 직선 구간부를 가지고, 무한 궤도 형태를 가지는 무한 궤도부; 상기 무한 궤도부를 따라 한 방향으로 순환 이동하면서 상기 전극 공급부의 양전극과 음전극을 이동시켜 상기 적층 스테이지에 적층하는 전극 적층수단;을 포함하는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, the electrode stacking unit may include: a caterpillar portion having a straight section portion in both sides or front and rear sections of the electrode supply unit and the stacking stage, and having a caterpillar shape; It is preferable to include; electrode lamination means for laminating the positive electrode and the negative electrode of the electrode supply unit on the lamination stage while cyclically moving in one direction along the caterpillar unit.
또한 본 발명에서 상기 전극 적층수단은, 다수개가 개별 동작으로 간격 및 속도가 개별 제어되는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, it is preferable that a plurality of the electrode stacking means are individually controlled with an interval and speed by an individual operation.
또한 본 발명에서 상기 무한 궤도부는, 상기 직선 구간부를 다수개 구비하고, 각 직선 구간부마다 상기 전극 공급부와 적층 스테이지가 별도로 구비되는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, it is preferable that the caterpillar part includes a plurality of the straight section sections, and the electrode supply section and the lamination stage are separately provided for each straight section section.
본 발명의 이차전지 전극 스태킹 장치에 따르면 전극 적층수단이 한 방향으로 연속 이동하면서 전극 적층 공정이 이루어지므로, 전극 적층수단이 왕복 이동하면서 공정이 이루어지던 기존 스태킹 장치에 비하여 생산성이 대폭 향상되며, 하나의 무한 궤도부에 다수 세트의 전극 스태킹 장치가 구비되면, 공간 사용의 효율성을 극대화하면서 생산성을 향상시킬 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다. According to the secondary battery electrode stacking device of the present invention, since the electrode stacking process is performed while the electrode stacking means is continuously moved in one direction, the productivity is greatly improved compared to the existing stacking device in which the process is performed while the electrode stacking means is reciprocally moved. If a plurality of sets of electrode stacking devices are provided in the caterpillar portion of
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 일반적인 전극 스태킹 상태를 도시하는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a secondary battery electrode stacking apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the configuration of a secondary battery electrode stacking device according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a general electrode stacking state.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시예에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 공급부(110), 적층 스테이지(120) 및 전극 적층부(130)를 포함하여 구성할 수 있다. As shown in FIG. 1 , the secondary battery
먼저 상기 전극 공급부(110)는 분리막(30)이 일면 또는 양면에 부착되어 있는 양전극(10)과 분리막(30)이 부착되어 있는 음전극(20) 또는 분리막이 부착되어 있는 양전극과 음전극이 다수장 적층되어 있는 셀을 각각 공급하는 구성요소이다. 본 실시예에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치(100)에서는 분리막(30)이 부착되어 있는 양전극(10)과 음전극(20)을 상기 전측 스테이지(120)에 순서대로 적층하는 작업을 수행하므로, 상기 전극 공급부(110)가 상기 양전극(10)과 음전극(20)을 순서대로 공급하는 것이다. First, the
이때 상기 전극 공급부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 양전극(10)과 음전극(20)을 순차적으로 공급하는 컨베이어(111)로 구성될 수 있다. 따라서 상기 컨베이어(111)에는 적층될 양전극(10)과 음전극(20)이 하나 또는 복수개가 교번적으로 안착되어 상기 컨베이어(111)를 타고 상기 전극 적층부(130) 하측으로 이동한다. At this time, as shown in FIG. 1 , the
그리고 상기 컨베이어(111)는 컨베이어 구동부(112)에 의하여 정밀한 속도와 이동 위치로 제어된다. And the
한편 상기 전극 공급부(110)에는, 상기 컨베이어(111)에 상기 양전극을 공급하는 상기 양전극 공급수단과 상기 음전극을 공급하는 음전극 공급수단이 더 구비되는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the
또한 상기 전극 공급부(110) 자체가 상기 컨베이어 없이, 상기 양전극을 공급하는 상기 양전극 공급수단과 상기 음전극을 공급하는 음전극 공급수단으로 구성될 수도 있다. 이 경우에는 별도로 구비되는 전극 안착 지그에 상기 양전극 공급수단과 음전극 공급수단이 적층될 양전극과 음전극을 공급하고, 상기 전극 적층부가 상기 전극 안착지그에 안착되어 있는 양전극과 음전극을 적층하게 된다. In addition, the
다음으로 상기 적층 스테이지(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극 공급부(110)의 일측에 설치되며, 하면에 분리막(30)이 부착되어 있는 양전극(10)과 음전극(20)이 상하 방향으로 교번적으로 적층되는 구성요소이다. 즉, 상기 전극 적층부(130)에 의하여 이동된 양전극(10)과 음전극(20)이 도 3에 도시된 바와 같이, 양전극(10)과 음전극(20)이 번갈아 적층되는 방식으로 상기 적층 스테이지(120)에 적층되는 것이다. Next, as shown in FIG. 1 , the
이때 상기 적층 스테이지(120)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 동일한 높이에 나란하게 설치되는 복수개의 스테이지(121, 122)를 구비하는 구조를 가질 수도 있다. In this case, as shown in FIG. 1 , the
다음으로 상기 전극 적층부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극 공급부(110)와 적층 스테이지(120) 상에 설치되며, 일정한 무한 궤도를 따라 한 방향으로 순환이동하면서 상기 전극 공급부(110)에서 공급되는 상기 양전극(10)과 음전극(20)을 상기 적층 스테이지(120)로 이동시켜 적층하는 구성요소이다. 즉, 상기 전극 적층부(130)는 상기 전극 공급부(110)에서 상기 적층 스테이지(120) 방향으로 반복적으로 이동하면서 상기 전극 공급부(110)에 준비된 양전극과 음전극을 상기 적층 스테이지(120)로 이동시켜서 적층하는 것이다. Next, as shown in FIG. 1 , the
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 전극 적층부(130)를 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 무한 궤도부(133)와 전극 적층수단(134)를 포함하여 구성할 수 있다. 먼저 상기 무한 궤도부(133)는 상기 전극 공급부(110)와 상기 적층 스테이지(120) 구간에서는 직선 구간부(131)를 가지고, 전체적으로는 무한 궤도 형태를 가지는 구성요소이다. 따라서 상기 무한 궤도부(133)는 상기 전극 적층수단(134)이 이동하는 경로를 제공하는 것이다. To this end, in the present embodiment, the
여기에서 '직선 구간부(131)'는 도 1에 도시된 바와 같이, 궤도가 직선으로 이루어진 구간을 말하는 것이며, 이 구간에서는 상기 전극 적층수단(134)이 상하 움직임 없이 이동하게 되며, 이 구간에서 전극의 수취와 전극의 적층 작업이 이루어지는 것이다. Here, the 'straight section section 131' refers to a section in which the orbit is made up of a straight line as shown in FIG. 1, and in this section, the electrode stacking means 134 moves without vertical movement, and in this section The receiving of the electrode and the lamination of the electrode are performed.
다음으로 상기 전극 적층수단(134)은 상기 무한 궤도부(133)를 따라 한 방향으로 순환 이동하면서 상기 전극 공급부(110)의 양전극(10)과 음전극(20)을 흡착하여 상기 적층 스테이지(120)에 적층하는 구성요소이다. 즉, 상기 전극 적층수단(134)은 상기 무한 궤도부(133)에 결합되어 이를 따라 이동할 수 있도록 설치되며, 전극 수취 위치(P1)에서는 양전극과 음전극을 수취하고 전극 적층 위치(P2)에서는 이동시킨 양전극과 음전극을 적층하는 것이다. Next, the electrode stacking means 134 adsorbs the
이를 위하여 상기 전극 적층수단(134)에는 상기 양전극과 음전극을 아무런 흔적없이 흡착할 수 있는 진공 흡착 패드 등이 구비될 수 있다. To this end, the electrode stacking means 134 may be provided with a vacuum suction pad capable of adsorbing the positive electrode and the negative electrode without any trace.
한편 본 실시예에서 상기 전극 적층수단(134)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 무한 궤도부(133)에 다수개가 설치될 수 있으며, 이때 다수개의 상기 전극 적층수단(134)들은 복수개의 스테이지(121, 122) 사이의 간격과 동일한 간격만큼 이격되어 설치되는 것이 바람직하다. Meanwhile, in this embodiment, a plurality of the electrode stacking means 134 may be installed in one
한편 본 실시예에서 상기 무한 궤도부(133)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 직선 구간부(131, 132)를 다수개 구비하고, 각 직선 구간부(131, 132)마다 상기 전극 공급부(110)와 적층 스테이지(120)가 별도로 구비되는 구조를 가질 수도 있다. 이렇게 하나의 무한 궤도부(133)에 복수개의 직선 구간부가 형성되고, 각 직선 구간부마다 별도 전극 공급부(110)와 적층 스테이지(120)가 구비되면, 전극 스태킹 공정이 복수번 이루어져서 전체적인 생산성이 대폭 향상되는 장점이 있다. On the other hand, in the present embodiment, the
그리고 상기 전극 공급부(110)와 적층 스테이지(120) 사이에는 도 1에 도시된 바와 같이, 얼라인을 위한 비전 유닛(140)이 더 구비될 수 있다. 상기 비전 유닛(140)은 상기 전극 적층수단(134)에 의하여 양전극과 음전극이 이동되는 과정에서 상기 양전극과 음전극의 정확한 위치를 감지하여, 이 후 이루어지는 적층 과정이 정확하게 이루어지도록 한다. In addition, as shown in FIG. 1 , a
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 전극 스태킹 장치
110 : 전극 공급부 120 : 적층 스테이지
130 : 전극 적층부 140 : 비전 유닛
10 : 양전극 20 : 음전극
30 : 분리막100: secondary battery electrode stacking device according to an embodiment of the present invention
110: electrode supply unit 120: stacking stage
130: electrode stacking unit 140: vision unit
10: positive electrode 20: negative electrode
30: separator
Claims (7)
상기 전극 공급부의 일측에 설치되며, 하면에 분리막이 부착되어 있는 양전극과 음전극이 상하 방향으로 교번적으로 적층되는 적층 스테이지;
상기 전극 공급부와 적층 스테이지 상에 설치되며, 일정한 무한 궤도를 따라 한 방향으로 순환이동하면서 상기 전극 공급부에서 공급되는 상기 양전극과 음전극을 상기 적층 스테이지로 이동시켜 적층하는 전극 적층부;를 포함하는 이차전지 전극 스태킹 장치. an electrode supply unit for supplying a cell in which a positive electrode and a negative electrode having a separator attached to one or both sides thereof or a positive electrode and a negative electrode to which a separator is attached are partially stacked;
a lamination stage installed on one side of the electrode supply unit, in which positive electrodes and negative electrodes having a separator attached to a lower surface thereof are alternately stacked in a vertical direction;
Secondary battery comprising a; an electrode stacking part installed on the electrode supply part and the stacking stage and stacking the positive electrode and the negative electrode supplied from the electrode supply part to the stacking stage while cyclically moving in one direction along a constant endless trajectory electrode stacking device.
상기 양전극과 음전극을 순차적으로 공급하는 컨베이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. According to claim 1, wherein the electrode supply unit,
A secondary battery electrode stacking device, characterized in that it is composed of a conveyor that sequentially supplies the positive electrode and the negative electrode.
상기 양전극을 공급하는 상기 양전극 공급수단과 상기 음전극을 공급하는 음전극 공급수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. According to claim 1, wherein the electrode supply unit,
Secondary battery electrode stacking device, characterized in that it is composed of the positive electrode supply means for supplying the positive electrode and the negative electrode supply means for supplying the negative electrode.
나란하게 설치되는 복수개의 스테이지를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. According to claim 2, wherein the lamination stage,
A secondary battery electrode stacking device comprising a plurality of stages installed side by side.
상기 전극 공급부와 상기 적층 스테이지 상측 구간에서는 직선 구간부를 가지고, 무한 궤도 형태를 가지는 무한 궤도부;
상기 무한 궤도부를 따라 한 방향으로 순환 이동하면서 상기 전극 공급부의 양전극과 음전극을 흡착하여 상기 적층 스테이지에 적층하는 전극 적층수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. 5. The method of claim 4, wherein the electrode stacking portion,
In the section above the electrode supply section and the stacking stage, the caterpillar section has a straight section section and has a caterpillar shape;
and electrode stacking means for adsorbing the positive electrode and the negative electrode of the electrode supply part while cyclically moving in one direction along the caterpillar part and stacking the positive electrode and the negative electrode on the stacking stage.
다수개가 개별 동작으로 간격 및 속도가 개별 제어되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. According to claim 5, wherein the electrode stacking means,
A secondary battery electrode stacking device, characterized in that the interval and speed are individually controlled by a plurality of individual operations.
상기 직선 구간부를 다수개 구비하고, 각 직선 구간부마다 상기 전극 공급부와 적층 스테이지가 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 스태킹 장치. According to claim 5, wherein the caterpillar portion,
A secondary battery electrode stacking device comprising a plurality of the straight section sections, and the electrode supply section and the stacking stage are separately provided for each straight section section.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X601 | Decision of rejection after re-examination | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2022101002211; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20221130 Effective date: 20230403 |
|
GRNO | Decision to grant (after opposition) | ||
GRNT | Written decision to grant |