KR20220000505A - 엠보싱 처리를 통한 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치 - Google Patents

엠보싱 처리를 통한 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엠보싱 처리를 통한 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치에 관한 것으로, 불량 전극 제거를 위해 전극 제조 공정을 중단시키지 않으면서 전극 제조시 하자 발생률을 줄일 수 있는 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치에 관한 것이다.

Description

엠보싱 처리를 통한 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치{A Processing method and Apparatus for a defective product of electrode using Embossing treatment}
본 발명은 엠보싱 처리를 통한 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 시트를 촬영하여 결함을 검출하고, 결함 위치에 엠보싱 처리를 하여 결함을 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치에 관한 것이다.
이차전지는 일반적으로 일면 또는 양면에 활물질이 도포된 집전체로 구성된 양극, 음극 및 분리막으로 구성된다. 이 때, 양극 및 음극과 같은 전극은 일면 또는 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 전극 시트의 형태로 제조된 후 이를 재단하여 형성한다.
상기와 같이 전극을 제조하는 경우, 전극 활물질이 고르게 도포되지 않거나 미도포 되는 경우가 발생할 수도 있고, 전극 시트를 재단할 때 재단 도구 등에 의해 재단된 부분이 잘못된 치수로 형성되거나, 전극 시트가 손상되는 등의 하자가 발생할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 불량 전극 제거 공정에 관한 모식도이다.
도 1에서 볼 수 있듯이 종래 기술에 따른 불량 전극 제거 공정은 전극 탭 형성 전(i) 또는 전극 탭 형성 후(ii) 전극 시트(10)에 결함(11)이 발생하는 경우, 결함(11)이 발생한 부분에 결함발생을 표시할 수 있는 택(12)을 부착하여 불량품을 표시하고, 이후 이를 별도로 제거하는 과정을 거칠 수 있다.
하지만 도 1과 같은 불량 전극 제거 공정은 설비를 중단시킨 후 테이프를 부착하여야 하고, 작업자의 조작 미숙 등으로 인해 불량품을 걸러내지 못해 2차 불량이 발생할 수 있다. 또한 작업자가 택(12)을 잘못 부착하는 경우, 금형이나 전극 제조 기구에 택(12)이 걸려 생산품을 손상시키거나 설비가 망가질 수 있다.
이를 해결하기 위해 특허문헌 1에서는 특수물질을 도포하여 이를 검출하는 방법을 언급하였으나, 특수물질이 잘 건조되지 않을 경우 2차 오염을 발생시켜 불량을 야기할 수 있고, 특수물질 도포부가 오랫동안 사용되지 않는 경우 도포부가 막히게 되어 주기적인 관리가 필요하다는 문제점이 있다. 또한 특수물질이 소모되어 전극 제조비용이 증가하게 된다.
특허문헌 2에서는 펀치를 이용해 결함마크를 형성하고 있으나, 전극 시트에 홀을 형성할 때 발생하는 스크랩이 2차 불량을 야기할 수 있고, 홀을 형성할 때 전극 시트에 충격이 가해져 전지의 성능에 영향을 줄 수 있는 문제점이 있다.
따라서 전극 제조 공정의 효율성을 향상시키면서 불량 전극을 효율적으로 검출하여 이를 제거할 수 있는 방법 및 불량 전극 제거장치가 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제2006-0027261호 대한민국 등록특허공보 제2006-0027260호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 전극 제조 공정을 중단시키지 않으면서 하자가 발생한 부분을 제거할 수 있는 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 제거 공정의 수행으로 인해 전극에 불량이 발생하거나 전극 제조 장치에 손상을 줄일 수 있는 불량 전극 제거 공정 및 불량 전극 제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 불량 전극 제거 공정은 S1) 전극 제조 공정 중 전극 시트를 촬영하는 촬영 단계; S2) 상기 촬영단계에서 촬영된 전극 시트의 형태와 입력된 값을 비교하여 결함을 검출하는 검출 단계; S3) 거리 값과 속도 값을 이용해 결함 위치를 결정하는 위치 결정 단계; S4) 상기 결함 위치에 엠보싱 처리하는 엠보싱 단계; S5) 상기 전극 시트를 절단하는 절단 단계; 및 S6) 결함이 발생한 결함부를 물리적으로 제거하는 제거 단계;를 포함한다.
이 때, S6) 단계는 엠보싱이 형성된 전극 시트의 두께 차이를 이용할 수 있다.
또한, 상기 S6) 단계는 상기 전극 시트를 절단한 후 상기 전극 시트의 진행 방향을 변경하여 상기 결함부를 제거할 수 있다.
상기 엠보싱은 원형, 다각형, 평면 상에서 일방향 또는 양방향으로 걸림턱이 형성되어 있는 'ㅗ. ㅛ, ㅜ, ㅠ'자형, 십자형일 수 있다.
또는 상기 엠보싱은 외곽부와 중심부의 높이에 차이가 있는 형태일 수 있다.
또한 상기 S4) 단계와 상기 S6) 단계 사이에, S4-1) 상기 엠보싱 검출 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 S4-1) 단계는 상기 전극 시트의 두께를 측정하는 센서 또는 카메라를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명은 불량 전극 제거장치로, 전극 시트를 촬영하는 카메라를 포함하는 결함 검출부; 상기 전극 시트와 엠보싱 유닛 사이의 거리 값과 상기 전극 시트의 이동 속도 값을 측정할 수 있는 위치 확인 센서; 상기 전극 시트의 결함 위치에 엠보싱 처리를 하는 엠보싱 유닛; 상기 전극 시트에 엠보싱 처리된 결함부를 절단하는 절단부; 및 상기 결함부를 물리적으로 제거하는 결함 제거 유닛;을 포함할 수 있다.
또한 상기 결함 제거 유닛은 엠보싱이 형성된 전극 시트의 두께 차이를 이용할 수 있다.
상기 결함 제거 유닛은 상기 전극 시트를 이송하는 이송부의 진행 방향을 변경하여 상기 결함부를 제거할 수 있다.
이 때, 상기 결함 제거 유닛은 상기 결함부의 엠보싱을 밀어내어 제거할 수 있다.
또한 상기 결함 제거 유닛은 엠보싱을 인식하는 센서 또는 카메라를 포함할 수 있다.
또한 상기 결함제거 유닛은 상기 엠보싱을 흡착하는 흡착부를 가지고 있을 수 있다.
이 때, 상기 흡착부는 상기 엠보싱과 대응되는 형태를 가지고, 상기 엠보싱을 진공으로 흡착할 수 있다.
또한 상기 전극 시트의 진행 방향은 상기 절단부와 상기 결함 제거 유닛 사이에서 달라질 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 구성들 중 상충되지 않는 구성을 하나 또는 둘 이상 택하여 조합할 수 있다.
본 발명에 따른 불량 전극 제거 공정 및 불량 전극 제거장치는 전극 제조 공정을 중단시키지 않으면서 결함이 발생한 부분을 제거할 수 있어 공정 시간이 줄어드는 이점이 있다.
게다가 불량 전극을 검출하는 동시에 이를 제거할 수 있어 검출에 소요되는 시간이 단축되어 공정의 효율성이 향상된다.
또한 불량 전극을 제거할 때 특정 물질을 도포하거나 부산물이 발생하지 않아 전극 제조에 추가적인 불량을 야기시킬 염려가 줄어들어 생산성이 향상된다.
도 1은 종래 기술에 따른 불량 전극 제거 공정에 관한 모식도이다.
도 2는 본원발명에 따른 불량 전극 제거 공정에 관한 순서도이다.
도 3은 본원발명에 따른 불량 전극 제거장치에 관한 모식도이다.
도 4는 본원발명에 따른 엠보싱 유닛의 모식도이다.
도 5는 본원발명에 따른 엠보싱 유닛 중 엠보싱 돌출부의 단면도이다.
도 6은 본원발명의 엠보싱 유닛에 의해 형성된 엠보싱의 사시도이다.
도 7은 본원발명의 엠보싱 유닛에 의해 형성된 또 다른 예에 따른 엠보싱의 사시도이다.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 본 발명에 따른 불량 전극 제거 공정 및 이를 수행하기 위한 불량 전극 제거장치에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 2는 본원발명에 따른 불량 전극 제거 공정에 관한 순서도이고, 도 3은 본원발명에 따른 불량 전극 제거장치에 관한 모식도이다.
본원발명에 따른 불량 전극 제거 공정은 S1) 전극 제조 공정 중 전극 시트를 촬영하는 촬영 단계, S2) 상기 촬영단계에서 촬영된 전극 시트의 형태와 입력된 값을 비교하여 결함을 검출하는 검출 단계, S3) 거리 값과 속도 값을 이용해 결함 위치를 결정하는 위치 결정 단계, S4) 상기 결함 위치에 엠보싱 처리하는 엠보싱 단계, S5) 상기 전극 시트를 절단하는 절단 단계 및 S6) 결함이 발생한 결함부를 물리적으로 제거하는 제거 단계를 포함한다.
이 때, 상기 S4) 단계 이후와 상기 S6) 사이에 S4-1) 상기 엠보싱 검출단계를 더 포함할 수 있다.
상기 S4-1) 단계는 상기 엠보싱 처리 이후 바로 수행될 수도 있고, 상기 S5) 단계에서 전극 시트 절단 이후 수행될 수 있다.
상기 S4-1) 단계가 엠보싱 처리 이후 바로 수행되는 경우, 상기 S5) 단계는 결함 위치만을 선택적으로 제거하기 위해 결함 위치만을 선택적으로 절단할 수 있다.
상기 S4-1) 단계가 S5) 단계 이후 수행되는 경우, 상기 S5) 단계는 사용하고자 하는 크기로 절단된 후 절단된 부분 중 일부를 상기 S6) 단계에서 제거할 수 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이 본원발명에 따른 불량 전극 제거장치는 전극 시트(100)를 촬영하는 카메라를 포함하는 결함 검출부(200), 상기 전극 시트와 엠보싱 유닛 사이의 거리 값과 상기 전극 시트의 이동 속도 값을 측정할 수 있는 위치 확인 센서(300), 상기 전극 시트의 결함(110) 위치에 엠보싱(120) 처리를 하는 엠보싱 유닛(400), 상기 전극 시트에 엠보싱(120) 처리된 결함부를 절단하는 절단부(500) 및 상기 결함부를 물리적으로 제거하는 결함 제거 유닛(600)을 포함한다.
상기 전극 시트(100)는 양극 또는 음극 중 하나일 수 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체에 양극 활물질 입자들로 구성된 양극 활물질과, 도전재 및 바인더가 혼합된 양극 합제를 도포하여 제조될 수 있고, 필요에 따라서는 상기 양극 합제에 충진제를 더 첨가할 수 있다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 μm~ 500 μm의 두께로 제조되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 및 알루미늄이나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티타늄 또는 은으로 표면처리 한 것 중에서 선택되는 하나를 사용할 수 있고, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 양극 활물질은, 예를 들어, 상기 양극 활물질 입자 외에, 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiV3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등으로 구성될 수 있으며, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 양극에 포함되는 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 μm 내지 500 μm의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 촬영 단계는 전극 시트(100)를 촬영하여 이를 기존의 데이터와 비교하는 작업을 거친다. 이 때, 상기 촬영 단계에서는 전극 시트(100)의 일부만을 촬영하여 특정 부분의 결함(110)만을 검출할 수도 있고, 전극 시트(100) 전체를 촬영하여 전극 시트 전체의 치수를 측정하도록 할 수 있다.
상기 촬영 단계에서 촬영된 전극 시트(100)의 형태는 검출 단계에서 종래 입력된 값과 비교하여 결함(110) 존재 여부를 확인한다.
이 때, 상기 촬영 단계에서 촬영된 전극 시트(100)의 결함(110) 존재 여부에 관한 오차를 줄이기 위해 상기 촬영 단계를 적어도 한 번 이상 수행할 수 있다.
이 때, 촬영된 전극 시트(100)는 전극 시트(100)의 수치나 색상 값을 구한 후 이를 저장된 수치와 비교할 수 있다. 저장된 값과 촬영된 전극 시트(100)의 평균 값이 10% 이상 차이나는 경우, 상기 전극 시트(100)는 결함(110)이 존재한다고 판단할 수 있다. 일례로, 상기 전극 시트를 금형을 사용하여 전극의 무지부 및 유지부를 타발하는 경우, 종래 전극시트의 평균값에서 ±0.1mm 내지 0.15mm 내의 수치를 벗어날 경우 결함(110)이 발생하였다고 판단할 수 있다.
또한 상기 결함(110)은 이미 등록된 패턴과의 일치율을 판별하는 방법으로 수행될 수 있다. 상기와 같은 일치율 판별은 컴퓨터 프로그램으로 수행될 수 있고, 종래의 형상에서 80% 미만의 일치율을 보일 경우 이를 결함(110)이 발생한 부분으로 판단할 수 있다.
상기 결함(110)을 판별할 경우, 오류를 감소시키기 위해 상기 치수 검사와 이미지 검사를 연속으로 수행할 수 있다.
상기와 같은 검출 단계를 거침으로써 전극 시트의 치수, 오염, 손상 등을 검출할 수 있다.
상기 검출 단계 이후, 전극 시트(100)의 이동 속도를 확인하고, 엠보싱(120) 처리를 하는 엠보싱 유닛(400)과 위치를 결정하는 위치 확인 센서(300) 및 전극 시트(100)를 촬영하는 카메라를 포함하는 결함 검출부(200)와 위치 확인 센서(300)와의 거리를 각 계산하여 결함(110) 위치를 엠보싱 유닛(400)에 전달하는 위치 결정 단계를 거친다.
상기 위치 결정 단계에서 제공하는 정보에 의해 이후 진행되는 엠보싱 단계의 수행 시점 및 엠보싱 유닛(400)의 위치가 결정된다. 이 때, 위치 확인 센서(300)는 전극 시트(100) 내의 탭이 위치하는 부분의 상단에 존재할 수 있고, 상기 엠보싱 유닛(400)과 상기 위치 확인 센서(300)가 일체로 형성되어 있을 수도 있다.
이후, 상기 위치 결정 단계에서 전달된 정보에 의해 결정된 결함(110) 위치에 엠보싱(120) 처리를 하는 엠보싱 단계를 거친다.
엠보싱 단계에서 엠보싱 유닛(400)은 상기 위치 확인 센서(300)에 의해 결정된 진행 속도와 동일하게 이동한다. 엠보싱 유닛(400)은 양각 또는 음각의 형상을 모두 형성할 수 있으나, 결함(110)이 발생한 전극 시트(100)의 부분을 물리적으로 제거하기 쉽도록 하기 위해 양각인 것이 바람직하다. 이 때, 형성되는 엠보싱(120)은 전극 활물질이 도포되지 않은 전극 탭이 형성될 부분에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 다른 부분에 비해 전극 탭이 형성될 부분의 두께가 더 얇아 엠보싱(120) 처리를 하기 쉽고, 전극 탭과 타 부분 간의 높이 차이를 이용해 결함(110)이 발생한 부분을 제거하기 쉽기 때문이다.
상기 엠보싱(120)은 전극 탭의 두께에 따라 달라질 수 있지만 0.1㎜ 내지 2㎜로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 높이 차이를 이용하여 이를 물리적으로 제거하기 쉽도록 하면서 엠보싱(120) 처리로 인하여 전극 제조의 효율성을 떨어뜨리지 않는 범위이다.
상기 엠보싱(120) 처리 후 전극 시트(100)를 절단하는 단계를 거친다. 이때, 결함(110)이 발생한 전극 시트(100)의 특정 부분만을 절단할 수도 있고, 전극 시트(100) 전체를 일정한 크기로 절단할 수도 있다. 만약 전극 시트(100)의 특정 부분만을 절단하는 경우, 이후 결함(110)이 발생한 부분을 제거하는 제거 유닛(600)에 결함(110) 여부를 확인할 수 있는 센서가 부착되어 있을 수 있다. 이 때, 전극 시트(100)의 절단을 위한 절단부(500)는 상기 전극 시트(100)를 절단할 수 있으면 그 크기나 모양은 무관하다.
절단된 전극 시트(100) 중 결함(110)이 발생한 결함부는 이후 물리적으로 제거되는 제거 단계를 거친다.
이 때, 엠보싱(120)이 형성된 부분과 형성되지 않은 부분의 전극 시트(100)의 두께 차이를 이용하여 상기 결함부를 제거할 수 있다. 일례로, 상기 전극 시트(100)를 절단한 후, 전극 시트(100)를 이송하는 이송부(A)의 진행 방향(a)을 변경하여 상기 엠보싱(120)을 인식하는 걸림부를 통과하도록 하는 방법으로 결함(110)이 존재하는 결함부를 제거할 수 있다.
더 자세히 설명하자면, 상기 이송부(A)에 걸림부를 가지고 있는 부분이 존재하고, 상기 걸림부에서 엠보싱(120)을 인식할 경우, 상기 이송부(A)가 아래로 하강하여 엠보싱(120)을 가지고 있는 전극 시트(100)를 별도의 루트로 이동시킬 수 있다.
또한 상기 전극 상기 엠보싱(120)만을 밀어낼 수 있는 결함 제거 유닛(600)을 두어 상기 엠보싱(120)을 밀어 제거할 수도 있다. 이 때, 상기 결함 제거 유닛(600)은 상기 전극 시트(100) 진행 방향(a)의 수직으로 움직여 상기 전극 시트(100)를 제거할 수 있다. 이 때, 상기 결함 제거 유닛(600)이 자유롭게 작동하기 위해 상기 전극 시트(100)의 진행 방향(a)을 상기 결함 제거 유닛(600)이 존재하는 부분에서 변경할 수 있다.
또 다른 예로, 상기 전극 시트(100)의 두께를 측정하는 센서 또는 카메라를 이용하여 상기 엠보싱(120)의 존재를 검출 후 결함(110)이 존재하는 부분만을 별도의 방향으로 이동시키는 방법을 들 수 있다. 이 때, 센서 또는 카메라는 정확성을 위해 엠보싱의 외곽 및 내부 높이를 모두 인식하도록 할 수 있다. 이 때, 전극 시트(100)의 두께를 측정하는 센서 또는 카메라는 제조 공정의 효율성을 위해 결함 제거 유닛(600)에 일체로 형성되어 있을 수 있다.
또한 상기 제거 단계에서 결함부의 제거를 용이하게 하기 위해 본 발명에 따른 불량 전극 제거 공정에서는 상기 엠보싱 단계(S4)와 상기 제거 단계(S6) 사이 또는 상기 엠보싱 단계(S4)를 수행하면서 상기 엠보싱에 자성체를 부착하는 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 엠보싱(120)에 자성체를 부착할 경우, 상기 S6) 단계에서 상기 결함부를 자석을 이용하여 용이하게 제거할 수 있고, 자성체가 부착되지 않은 부분과 달리 다른 경로로 이동시키기 용이하다. 일례로 상기 자성체는 엠보싱 유닛(400)에 의해 상기 결함부에 부착될 수 있다. 상기 자성체는 전극 제조 공정에 방해가 되지 않으면서 비산되어 전극의 불량을 초래하지 않을 정도의 크기인 것이 바람직하다.
상기 자성체는 상기 엠보싱(120)의 돌출부에만 존재할 수도 있지만, 이후 엠보싱(120)의 양단 모두에 존재할 수도 있다. 또한 상기 자성체는 상기 결함(110)이 존재하는 부분을 제거한 후 떼어 재활용할 수 있다.
이 때, 상기 결함 제거 유닛(600)은 상기 제거 유닛과 반대되는 극성을 가진 제거부를 가지고 있어 상기 엠보싱(120)이 존재하는 전극 시트의 일부분을 밀어낼 수 있다. 또한 상기 결함 제거 유닛(600)이 상기 자성체에 인장력을 작용하여 엠보싱(120)이 존재하는 전극 시트(100)의 일부분만을 들어서 제거하는 것도 가능하다.
상기와 같은 결함(110)이 존재하는 전극 시트(100)의 제거를 용이하게 수행하기 위해 상기 전극 시트(100)의 진행 방향(a)은 상기 절단부(500)와 상기 결함 제거 유닛(600)사이에서 달라질 수 있다.
또는 상기 결함 제거 유닛(600)은 상기 엠보싱(120)를 흡착하는 흡착부를 가지고 있을 수 있다. 이 때, 상기 흡착부는 상기 엠보싱(120)에 대응하는 형태를 가지고 있어 상기 엠보싱(120)을 진공으로 흡착할 수 있다. 상기 엠보싱(120)은 상기 흡착부에 흡착되기 쉬운 형태를 가지고 있을 수 있다.
상기 엠보싱 유닛(400)을 더 자세히 설명하자면, 상기 엠보싱 유닛(400)은 크게 두 부분으로 이루어져 있을 수 있다. 도 4는 본원발명에 따른 엠보싱 유닛의 모식도이다.
엠보싱 유닛(400)은 전극 시트(100)의 상부 또는 하부에 존재하는 엠보싱 돌출부(410)와 상기 엠보싱 돌출부(410)와 전극 시트(100)를 사이에 두고 대칭인 곳에 위치하는 엠보싱 오목부(420)로 이루어져 있을 수 있다.
상기 엠보싱 돌출부(410)는 상기 전극 시트(100)에 엠보싱(120)이 형성될 수 있도록 돌출된 형태의 금형을 가지고 있으면서 상기 전극 시트(100)를 일정한 힘으로 가압할 수 있다.
상기 엠보싱 오목부(420)는 상기 엠보싱 돌출부(410)의 금형과 대응되는 형태로 상기 전극 시트(100)에 일면은 돌출되어 있고 이에 대응되는 타면은 오목한 형태로 형성된 엠보싱(120)을 형성하도록 한다.
이 때, 엠보싱 오목부(420)가 일정한 힘을 가하고 엠보싱 돌출부(410)는 고정되어 있을 수도 있고, 엠보싱 돌출부(410)와 엠보싱 오목부(420) 모두가 일정한 힘을 가할 수도 있다.
도 5는 본원발명에 따른 엠보싱 유닛 중 엠보싱 돌출부의 단면도이다. 도 5에서 볼 수 있듯, 본원발명에 따른 엠보싱 돌출부(410)는 돌출 금형(411)과 이를 가압하는 가압부(412)로 구성되어 있을 수 있다. 일례로, 상기 돌출 금형(411)은 스트리퍼이고, 상기 가압부(412)는 스토퍼일 수 있다.
상기 엠보싱 유닛(400)에 의해 형성된 엠보싱(120)은 상기 결함 제거 유닛(600)에 의해 제거되기 쉬운 형태이면 그 형태는 제한이 없다.
도 6은 본원발명의 엠보싱 유닛에 의해 형성된 엠보싱의 사시도이다. 도 6과 같이 본원발명에 따른 엠보싱(120)은 원형(a) 삼각형(b), 사각형(c)과 같은 다각형, 평면 상으로 일방향 또는 양방향으로 걸림턱이 있는 'ㅗ. ㅛ, ㅜ, ㅠ'자형, 십자형(d)일 수 있다. 이는 상기 결함 제거 유닛(600)이 상기 엠보싱(120)을 밀어 제거하는 경우, 결함 제거 유닛(600)에서 미끄러지거나 이탈하는 것을 방지하도록 할 수 있다.
또한 본원발명에 따른 엠보싱은 다양한 돌출형태로 형성되어 있을 수 있다. 도 7은 본원발명의 엠보싱 유닛에 의해 형성된 또 다른 예에 따른 엠보싱의 사시도이다. 도 7과 같이 엠보싱(120)은 원통형 기둥 위에 원구가 형성된 형태(a)나 원통형 기둥 위에 그보다 얇은 원통형 기둥이 형성되어 있는 형태(b)와 같이 돌출형태일 수 있다. 이 때, 상기 엠보싱(120)의 하단(121)은 엠보싱 유닛(400)에 의해 압축되어 형성되고, 상기 엠보싱(120)의 상단(122)은 자성체가 부착되어 있는 형태일수도 있다.
도 7과 같은 엠보싱(120)을 제거하는 결함 제거 유닛(600)은 집게 형태로 형성되어 있을 수도 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
10, 100 : 전극 시트
11, 110 : 결함
12 : 택
120 : 엠보싱
121 : 하단
122 : 상단
200 : 결함검출부
300 : 위치 확인 센서
400 : 엠보싱 유닛
410 : 엠보싱 돌출부
411 : 돌출 금형
412 : 가압부
420 : 엠보싱 오목부
500 : 절단부
600 : 결함 제거 유닛
A : 이송부
a : 진행방향

Claims (15)

  1. S1) 전극 제조 공정 중 전극 시트를 촬영하는 촬영 단계;
    S2) 상기 촬영단계에서 촬영된 전극 시트의 형태와 입력된 값을 비교하여 결함을 검출하는 검출 단계;
    S3) 거리 값과 속도 값을 이용해 결함 위치를 결정하는 위치 결정 단계;
    S4) 상기 결함 위치에 엠보싱 처리하는 엠보싱 단계;
    S5) 상기 전극 시트를 절단하는 단계; 및
    S6) 결함이 발생한 결함부를 물리적으로 제거하는 제거 단계;를 포함하는 불량 전극 제거 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S6) 단계는 엠보싱이 형성된 전극 시트의 두께 차이를 이용하는 것을 포함하는 불량 전극 제거 공정.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 S6) 단계는 상기 전극 시트를 절단한 후 상기 전극 시트의 진행 방향을 변경하여 상기 결함부를 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 엠보싱은 원형, 다각형, 평면 상에서 일방향 또는 양방향으로 걸림턱이 형성되어 있는 'ㅗ. ㅛ, ㅜ, ㅠ'자형, 십자형을 포함하는 불량 전극 제거 공정.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 엠보싱은 외곽부와 중심부의 높이에 차이가 있는 형태인 것을 포함하는 불량 전극 제거 공정.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 S4) 단계 이후와 상기 S6) 단계 사이에, S4-1) 상기 엠보싱 검출단계;를 더 포함하는 불량 전극 제거 공정.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 S4-1) 단계는 상기 전극 시트의 두께를 측정하는 센서 또는 카메라를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거 공정.
  8. 전극 시트를 촬영하는 카메라를 포함하는 결함 검출부;
    상기 전극 시트와 엠보싱 유닛 사이의 거리 값과 상기 전극 시트의 이동 속도 값을 측정할 수 있는 위치 확인 센서;
    상기 전극 시트의 결함 위치에 엠보싱 처리를 하는 엠보싱 유닛;
    상기 전극 시트에 엠보싱 처리된 결함부를 절단하는 절단부; 및
    상기 결함부를 물리적으로 제거하는 결함 제거 유닛;을 포함하는 불량 전극 제거장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결함 제거 유닛은 엠보싱이 형성된 전극 시트의 두께 차이를 이용하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결함 제거 유닛은 상기 전극 시트를 이송하는 이송부의 진행 방향을 변경하여 상기 결함부를 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결함 제거 유닛은 상기 결함부의 엠보싱을 밀어내어 제거하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 결함 제거 유닛은 엠보싱을 인식하는 센서 또는 카메라를 포함하는 불량 전극 제거장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 결함제거 유닛은 상기 엠보싱을 흡착하는 흡착부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 흡착부는 상기 엠보싱과 대응되는 형태를 가지고, 상기 엠보싱을 진공으로 흡착하는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 전극 시트의 진행 방향은 상기 절단부와 상기 결함 제거 유닛 사이에서 달라지는 것을 특징으로 하는 불량 전극 제거장치.
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