KR20220032670A - 이차전지 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

이차전지 제조 장치는 복수의 모노 셀을 생성하는 라미네이팅부와, 라미네이터로부터 생성된 복수의 모노 셀을 직접 적층하는 스택부를 포함한다.

Description

이차전지 제조 장치{Device of manufacturing a secondary battery}
실시예는 이차전지 제조 장치에 관한 것이다.
이차전지를 구성하는 단위전지로서의 파우치형 리튬 이차전지(이하, 이차전지 셀)는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고 있다.
이차전지 셀의 제조 공정은 전극, 조립, 활성화 등 크게 3개 공정으로 나뉜다.
전극공정은 양극과 음극을 만드는데 재료를 적당한 비율로 섞어(Mixing), 양극인 알루미늄 포일 또는 음극인 구리 포일 상에 코팅(coating)하고, 롤 프레스(Roll Press)를 통해 일정한 두께로 압착해 평평하게 만든 뒤, 전극 사이즈에 맞게 자르는 슬리팅(slitting) 공정이다.
조립공정은 전극에서 불필요한 부분을 제거하는 노칭(Notching)을 거쳐 양극, 분리막, 음극를 번갈아 층층이 쌓은 뒤 이를 전지 용량에 맞춰 여러 차례 접는 스택 앤드 폴딩(stack & folding) 과정 또는 전극과 분리막을 겹치고 둘둘 마는 와인딩(winding) 과정을 수행하고, 알루미늄 필름 포장재로 포장한 뒤, 전해질을 투입하고 진공상태로 밀봉하는 공정이다.
활성화(formation) 공정은 조립된 이차전지 셀의 충/방전을 반복하면서 이차전지 셀을 활성화시키고, 활성화시 이차전지 셀에 발생된 가스를 배출시키는 탈기(degassing) 과정을 수행하는 공정이다.
한편, 종래의 이차전지 제조 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 라미네이팅부(1)에서 생성된 모노 셀(5)이 매거진(2)에 적층된 후, 다시 스택부(3)로 이송되어 스택부(3)에 의해 적층된다.
종래의 이차전지 제조 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫번째로, 매거진(2)을 경유한 후 스택부(3)에서 모노 셀(5) 적층이 수행되므로, 공정 시간이 증가되는 문제점이 있었다.
두번째로, 매거진(2)에 적층된 모노 셀(5)을 한장씩 꺼낼 때 해당 모노 셀 아래에 있는 모노 셀도 함께 꺼내지는 이매 현상으로 인한 공정 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
세번째로, 스택부(3)에서의 처리 속도가 라미네이팅부(1)에서의 처리 속도를 따라가지 못하여, 이를 보완하기 위해 매거진(2)에서 꺼낸 모노 셀(5)를 임시로 받아놓기 위해 여러 개의 임시 유닛이 구비되어야 하므로, 이러한 임시 유닛에 의해 큰 점유 공간을 차지하며 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 고속 적층이 가능한 이차전지 제조 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 공정 불량을 최소화할 수 있는 이차전지 제조 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 점유 공간을 적게 차지하고 비용을 절감할 수 있는 이차전지 제조 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 이차전지 제조 장치는, 복수의 모노 셀을 생성하는 라미네이팅부; 및 상기 라미네이터로부터 생성된 복수의 모노 셀을 직접 적층하는 스택부를 포함한다.
실시예에 따른 이차전지 제조 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 라미네이팅부에서 이송된 복수의 모노 셀을 실시간으로 고속 적층이 가능하여 공정 시간을 단축하여 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 라미네이팅부에서 실시간으로 이송되는 복수의 모노 셀을 얼라인 상태를 유지하면서 적층이 가능하여 공정 시간이 획기적으로 단축될 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 라미네이팅부와 스택부 사이에 추가 구성 요소가 필요없이 해당 추가 구성 요소에서의 처리에 의해 발생되는 불량을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 라미네이팅부와 스택부 사이에 추가 구성 요소가 필요없이 전체 점유 공간을 줄이고 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 이차전지 제조 장치를 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한다.
도 3은 모노 셀을 도시한다.
도 4는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한 정면도이다.
도 5는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 스택부에서 모노 셀을 얼라인하는 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “B 및(와) C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우 뿐만아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우 뿐만아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 2는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 이차전지 제조 장치(100)는 라미네이팅부(110) 및 스택부(120)를 포함할 수 있다.
예컨대, 라미네이팅부(110)는 복수의 모노 셀(200)을 생성할 수 있다.
모노 셀(200)은 도 3에 도시한 바와 같이, 하프 셀(204)와 제2 전극(205)를 포함할 수 있다. 예컨대, 하프 셀(204)은 제1 전극(202), 제1 전극(202) 아래에 배치된 제1 분리막(201) 및 제1 전극(202) 위에 배치된 제2 분리막(203)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(202)은 음극이고, 제2 전극(205)은 양극일 수 있다.
모노 셀(200)의 제조 공정을 구체적으로 설명한다.
먼저, 제1 전극 시트가 일정 단위로 커팅되어 복수의 제1 전극(202)이 생성될 수 있다.
이후, 상기 생성된 복수의 제1 전극(202)이 이송되어 복수의 제1 전극(202)의 아래에 제1 분리막(201)이 배치되고 복수의 제1 전극(202) 위에 제2 분리막(203)이 배치되어 하프 셀용 적층체가 생성될 수 있다.
한편, 제2 전극 시트가 일정 단위로 커팅되어 복수의 제2 전극(205)이 생성될 수 있다.
이후, 하프 셀용 적층체 상에 복수의 제2 전극(205)이 배치된 후, 일정 단위로 커팅되어 복수의 모노 셀(200)이 생성될 수 있다.
한편, 라미네이팅부(110)는 상기 생성된 복수의 모노 셀(200)을 스택부(120)로 이송시킬 수 있다.
예컨대, 스택부(120)는 복수의 모노 셀(200)을 순차적으로 적층할 수 있다. 예컨대, 스택부(120)는 모노 셀(200)의 적층 전에 해당 모노 셀(200)이 이미 적층된 모노 셀(200)과 일치되도록 얼라인이 수행될 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한 정면도이고, 도 5는 실시예에 따른 이차전지 제조 장치를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 이차전지 제조 장치(100)는 라미네이팅부(110), 제2 이송부(121) 및 스택부(120)를 포함할 수 있다.
라미네이팅부(110)는 복수의 모노 셀(200)을 생성하여 이송시키는 장치일 수 있다. 스택부(120)는 상기 라미네이팅부(110)에서 이송된 복수의 모노 셀(200)을 직접 적층하는 장치일 수 있다.
실시예의 라미네이팅부(110)는 제1 이송부(111) 및 제1 푸셔(113)를 포함할 수 있다.
제1 이송부(111)는 제1 컨베이어 벨트(112)를 구비할 수 있다. 제1 컨베이어 벨트(112)에 의해 복수의 모노 셀(200)이 이송될 수 있다. 예컨대, 복수의 모노 셀(200)은 제1 컨베이어 벨트(112)의 하측을 따라 이송될 수 있다. 이를 위해 제1 컨베이어 벨트(112)에 복수의 흡착부(141)가 구비되어, 이 흡착부(141) 각각에 의해 모노 셀(200)이 흡착되어 제1 컨베이어 벨트(112)를 따라 이송될 수 있다.
예컨대, 제1 컨베이어 벨트(112)는 양측에 구비된 롤러에 의해 반시계 방향으로 회전 이동할 수 있다. 이러한 경우, 제1 컨베이어 벨트(112)의 하측에 위치된 복수의 모노 셀(200)은 좌측에서 우측으로 이동될 수 있다.
제1 푸셔(113)는 제1 이송부(111)의 끝단(115)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 푸셔(113)는 제1 컨베이어 벨트(112)의 끝단(115)에 위치될 수 있다. 제1 푸셔(113)는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 컨베이어 벨트(112)를 가로질러 배치될 수 있다. 제1 컨베이어 벨트(112)를 가로지르는 방향은 제3 컨베어 벨트의 진행 방향 또는 복수의 모노 셀(200)의 진행 방향에 수직인 방향일 수 있다. 제1 푸셔(113)의 양 단부는 하부 방향으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 제1 푸셔(113)의 제1 단부는 제1 컨베이어 벨트(112)의 일측에서 하부 방향으로 돌출되고, 제1 푸셔(113)의 제2 단부는 제1 컨베이어 벨트(112)의 타측에서 하부 방향으로 돌출될 수 있다.
예컨대, 제1 푸셔(113)는 주기적으로 상하 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 제1 푸셔(113) 아래에 모노 셀(200)이 이송되는 경우, 제1 푸셔(113)가 하부 방향으로 이동되어, 해당 모노 셀(200)이 흡착부(141)에서 이탈되어 하부 방향으로 낙하될 수 있다. 이후, 제1 푸셔(113)는 상부 방향으로 이동되어 원래의 위치로 복귀될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제1 푸셔(113)는 주기적으로 하우 상하 방향으로 이동될 수 있다.
예컨대, 제1 이송부(111)에서 복수의 모노 셀(200)은 등속으로 이송될 수 있다. 즉, 복수의 모노 셀(200)은 제1 이송부(111)에서 이송되는 속도가 일정할 수 있다.
한편, 제2 이송부(121)는 라미네이팅부(110)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)을 스택부(120)로 전달하여 주는 매개체 역할을 할 수 있다.
제2 이송부(121)에서 복수의 모노 셀(200)은 비등속으로 이송될 수 있다. 즉, 복수의 모노 셀(200)은 이송 중에 일시적으로 멈춰질 수 있다. 즉, 제2 이송부(121)에서 복수의 모노 셀(200)은 이송되다가 일시적으로 멈추고 다시 이송되다가 일시적으로 멈추는 동작이 반복적으로 진행될 수 있다. 이는 제2 컨베이어 벨트(122)의 동작 멈춤과 동작 재개에 의해 가능할 수 있다.
복수의 모노 셀(200)이 일시적으로 멈춰지는 동안 스택부(120)에서 모노 셀(200)이 얼라인되어 적층되는 시간과 동일할 수 있다. 즉, 스택부(120)에서 특정 모노 셀(200)이 얼라인되어 적층되는 동안 스택부(120)나 제2 이송부(121) 각각에서 복수의 모노 셀(200)은 이송이 중지될 수 있다.
제2 이송부(121)와 스택부(120) 각각에서 복수의 모노 셀(200)이 비등속으로 이송되더라도, 제2 이송부(121) 및 스택부(120) 각각에서의 복수의 모노 셀(200)의 제2 및 제3 이송 속도는 라미네이팅부(110)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제1 이송 속도보다 놓을 수 있다. 예컨대, 제2 이송부(121)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제2 이송 속도는 스택부(120)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제3 이송 속도와 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
따라서, 라미네이팅부(110)에서 이송된 복수의 모노 셀(200)이 보다 빠른 이송 속도로 곧바로 스택부(120)에서 얼라인 및 적층됨으로써, 고속 적층이 가능할 수 있다.
예컨대, 제2 이송부(121)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 제2 이송 속도는 라미네이팅부(110)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 제1 이송 속도보다 클 수 있다. 이는 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131)에서 복수의 모노 셀(200)이 멈춤 및 동작 재개를 반복하는 것을 고려한 것이다. 즉 제2 이송부(121)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 제2 이송 속도 및 제3 이송부(131)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 제3 이송 속도는 멈춤과 멈춤 사이에서의 동작 재개 구간에서의 평균 속도일 수 있다. 이 평균 속도가 제1 이송 속도보다 크도록 하여, 멈춤 구간에 의해 제2 이송 속도 및 제3 이송 속도 각각을 낮춰 결국 제1 이송 속도와 동일하게 맞춰 줌으로써, 제1 이송부(111), 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131) 각각에서 복수의 모노 셀(200)이 시간적인 지연 불량을 방지할 수 있다.
제2 이송부(121)는 제2 컨베이어 벨트(122)를 구비할 수 있다. 제2 컨베이어 벨트(122)에 의해 복수의 모노 셀(200)이 이송될 수 있다. 예컨대, 복수의 모노 셀(200)은 제2 컨베이어 벨트(122)의 상측을 따라 이송될 수 있다.
예컨대, 제2 컨베이어 벨트(122)는 양측에 구비된 롤러에 의해 시계 방향으로 회전 이동할 수 있다. 이러한 경우, 제2 컨베이어 벨트(122)의 상측에 위치된 복수의 모노 셀(200)은 좌측에서 우측으로 이동될 수 있다.
한편, 제2 이송부(121)의 일부는 라미네이팅부(110)의 제1 이송부(111)의 일부와 수직으로 중첩될 수 있다. 예컨대, 제2 이송부(121)의 시작단(123)은 라미네이팅부(110)의 제1 이송부(111)의 끝단(115) 아래에 위치될 수 있다. 이에 따라, 제1 이송부(111)의 끝단(115)에 위치된 제1 푸셔(113)에 의해 제1 이송부(111)에서 이탈된 모노 셀(200)이 하부 방향으로 낙하되어 제2 이송부(121)의 시작단(123)에 안착될 수 있다. 즉, 제1 이송부(111)에서 하부 방향으로 낙하된 모노 셀(200)은 제2 이송부(121)의 제2 컨베이어 벨트(122) 상에 안착되어 제2 컨베이어 벨트(122)의 동작에 의해 이송될 수 있다.
일 예로, 제2 이송부(121)에서 복수의 모노 셀(200)이 이송 중일 때, 제1 이송부(111)에서 모노 셀(200)이 이탈되어 제2 이송부(121)의 시작단(123)에 안찰될 수 있다.
다른 예로, 제2 이송부(121)에서 제2 컨베이어 벨트(122)가 일시적으로 멈춰졌을 때, 제1 이송부(111)에서 모노 셀(200)이 이탈되어 제2 이송부(121)의 시작단(123)에 안착되고, 제2 이송부(121)의 동작이 재개되어 제2 이송부(121)의 시작단(123)에 안착된 모노 셀(200)이 이송될 수 있다.
한편, 스택부(120)는 복수의 모노 셀(200)을 적층시킬 수 있다.
예컨대, 스택부(120)는 모노 셀(200)의 적층 전에 해당 모노 셀(200)은 얼라인할 수 있다.
예컨대, 적층할 모노 셀(200)이 아닌 이미 적층된 모노 셀(200)이 얼라인될 수 있다. 이를 위해 스택부(120)는 얼라인 테이블(140)를 포함할 수 있다.
얼라인 테이블(140)은 제2 푸셔(143)에 의해 낙하된 모노 셀(200)을 얼라인을 통해 순차적으로 적층시킬 수 있다. 제2 푸셔(143)는 제3 이송부(131)에 구비된 흡착부(141)에 의해 흡착되어 이송된 모노 셀(200)을 흡착부(141)에서 이탈시켜 하부 방향으로 낙하시키는 역할을 하며, 나중에 상세히 설명한다.
얼라인 테이블(140)은 x-y 평면 상에서 회전될 수 있다. 얼라인 테이블(140) 상에 복수의 모노 셀(200)이 적층될 수 있다.
예컨대, 제2 모노 셀이 얼라인 테이블(140) 상에 적층되기 전에 제2 모노 셀이 어라인 테이블 상에 위치될 수 있다. 이후, 얼라인 테이블(140)이 회전되어 얼라인 테이블(140) 상에 이미 적층된 제1 모노 셀이 제2 모노 셀과 얼라인될 수 있다. 이후, 제2 모노 셀이 이미 적층된 제1 모노 셀 상에 안착되어 제1 모노 셀과 제2 모노 셀이 적층될 수 있다.
실시예의 스택부(120)는 제3 이송부(131)를 포함할 수 있다. 제3 이송부(131)는 제2 이송부(121)로 이송된 복수의 모노 셀(200)을 이송시킬 수 있다.
제3 이송부(131)는 제3 컨베이어 벨트(132)를 구비할 수 있다. 제3 컨베이어 벨트(132)에 의해 복수의 모노 셀(200)이 이송될 수 있다. 예컨대, 복수의 모노 셀(200)은 제3 컨베이어 벨트(132)의 하측을 따라 이송될 수 있다. 이를 위해 제3 컨베이어 벨트(132)에 복수의 흡착부(141)가 구비되어, 이 흡착부(141) 각각에 의해 모노 셀(200)이 흡착되어 제3 컨베이어 벨트(132)를 따라 이송될 수 있다.
예컨대, 제3 컨베이어 벨트(132)는 양측에 구비된 롤러에 의해 반시계 방향으로 회전 이동할 수 있다. 이러한 경우, 제3 컨베이어 벨트(132)의 하측에 위치된 복수의 모노 셀(200)은 좌측에서 우측으로 이동될 수 있다.
예컨대, 제3 이송부(131)의 일부는 제2 이송부(121)의 일부와 수직으로 중첩될 수 있다. 예컨대, 제3 이송부(131)의 시작단(133)은 제2 이송부(121)의 끝단(125) 위에 위치될 수 있다. 이에 따라, 제2 이송부(121)에서 이송되어 제2 이송부(121)의 끝단(125)에 위치된 모노 셀(200)이 흡착부(141)에 의해 제3 이송부(131)로 이동될 수 있다. 즉, 제2 이송부(121)에서 상부 방향으로 이동된 모노 셀(200)은 흡착부(141)에 의해 흡착되어 제3 이송부(131)의 제3 컨베이어 벨트(132)의 동작에 의해 이송될 수 있다.
일 예로, 제3 이송부(131)에서 복수의 모노 셀(200)이 이송 중일 때, 제2 이송부(121)에서 모노 셀(200)이 제3 이송부(131)의 흡착부(141)로 이동될 수 있다.
다른 예로, 제3 이송부(131)에서 제3 컨베이어 벨트(132)가 일시적으로 멈춰졌을 때, 제2 이송부(121)에서 모노 셀(200)이 제3 이송부(131)의 흡착부(141)로 이동될 수 있다. 예컨대, 제2 이송부(121)의 제2 컨베이어 벨트(122)와 제3 이송부(131)의 제3 컨베이어 벨트(132)는 동시에 멈춰지거나 동시에 동작 재개될 수 있다.
예컨대, 복수의 모노 셀(200)은 제1 이송부(111)에서 등속으로 이송되고, 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131)에서 비등속으로 이송될 수 있다. 비등속은 복수의 모노 셀(200)이 이송과 멈춤이 반복되어 발생된 속도일 수 있다.
예컨대, 제2 이송부(121)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제2 이송 속도는 제1 이송부(111)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제1 이송 속도보다 클 수 있다. 예컨대, 제3 이송부(131)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제3 이송 속도는 제1 이송부(111)에서의 복수의 모노 셀(200)의 제1 이송 속도보다 클 수 있다.
예컨대, 상기 제3 이송부(131)에서 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 제3 이송 속도는 상기 제2 이송 속도와 동일할 수 있다.
따라서, 라미네이팅부(110)의 제1 이송부(111)에서 이송된 복수의 모노 셀(200)은 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131)에서 보다 빠르게 이송됨으로써, 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131) 각각에서 복수의 모노 셀(200)이 주기적으로 멈춰지는 멈춤 구간에 의한 속도 저하를 만회하여 제1 이송 속도와 동일하게 맞춰 줌으로써, 제1 이송부(111), 제2 이송부(121) 및 제3 이송부(131) 각각에서 복수의 모노 셀(200)이 시간적인 지연 불량을 방지할 수 있다.
한편, 실시예의 스택부(120)는 제2 푸셔(143)를 포함할 수 있다.
예컨대, 제2 푸셔(143)는 제3 컨베이어 벨트(132) 상에 설치될 수 있다. 예컨대, 제2 푸셔(143)는 제3 이송부(131)의 끝단(135)에 위치될 수 있다. 예컨대, 제2 푸셔(143)는 얼라인 테이블(140) 상에 위치될 수 있다. 따라서, 제2 푸셔(143)에 의해 모노 셀(200)이 제3 컨베이어 벨트(132)로부터 낙하하여 얼라인 테이블(140) 상에 안착될 수 있다.
제2 푸셔(143)는 제2 이송부(121)에 의해 이송되는 복수의 모노 셀(200)을 순차적으로 흡착부(141)로부터 이탈시켜 하부 방향으로 낙하시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 복수의 흡착부(141) 각각에 모노 셀(200)이 흡착되어 제3 컨베이어 벨트(132)의 하측을 따라 이송될 수 있다. 예컨대, 제3 컨베이어 벨트(132)가 반시계 방향으로 회전되므로, 제3 컨베이어 벨트(132)의 하측에 위치된 복수의 모노 셀(200)은 좌측에서 우측으로 이송될 수 있다. 이러한 경우, 제3 이송부(131)의 끝단(135)은 제3 컨베이어 벨트(132)의 우측 끝 부근에 위치될 수 있다.
예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 푸셔(143)는 제3 컨베이어 벨트(132)를 가로질러 배치될 수 있다. 제3 컨베이어 벨트(132)를 가로지르는 방향은 제3 컨베어 벨트의 진행 방향 또는 복수의 모노 셀(200)의 진행 방향에 수직인 방향일 수 있다. 제2 푸셔(143)의 양 단부는 하부 방향으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 제2 푸셔(143)의 제1 단부는 제3 컨베이어 벨트(132)의 일측에서 하부 방향으로 돌출되고, 제2 푸셔(143)의 제2 단부는 제3 컨베이어 벨트(132)의 타측에서 하부 방향으로 돌출될 수 있다.
예컨대, 제2 푸셔(143)는 주기적으로 상하 방향으로 이동될 수 있다. 예컨대, 제2 푸셔(143) 아래에 모노 셀(200)이 이송되는 경우, 제2 푸셔(143)가 하부 방향으로 이동되어, 해당 모노 셀(200)이 흡착부(141)에서 이탈되어 하부 방향으로 낙하될 수 있다. 이후, 제2 푸셔(143)는 상부 방향으로 이동되어 원래의 위치로 복귀될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 제2 푸셔(143)는 주기적으로 하우 상하 방향으로 이동될 수 있다.
제2 푸셔(143)에 의해 낙하된 모노 셀(200)은 얼라인 테이블(140)에 안착될 수 있다. 얼라인 테이블(140) 상에 또 다른 모노 셀(200)이 이미 안착되어 있는 경우, 해당 모노 셀(200)이 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과 적층될 수 있다.
이때, 해당 모노 셀(200)과 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)이 얼라인이 맞지 않을 수 있다.
이를 위해, 제2 푸셔(143)에 의한 모노 셀(200)의 낙하는 해당 모노 셀(200)과 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과의 얼라인이 수행된 후 이루어질 수 있다. 즉, 먼저 흡착부(141)에 흡착된 모노 셀(200)과 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과의 얼라인이 수행된 후 제2 푸셔(143)에 의해 흡착부(141)에 흡착된 모노 셀(200)이 하부 방향으로 낙하되어 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과 적층될 수 있다. 이미 얼라인이 수행되었으므로, 상기 낙하된 모노 셀(200)은 얼라인이 맞춰진 상태에서 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과 적층될 수 있다.
실시예의 스택부(120)는 제1 카메라(145)를 포함할 수 있다.
제1 카메라(145)는 제3 컨베이어 벨트(132) 상에 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 카메라(145)는 제2 푸셔(143)보다 전방에 위치될 수 있다. 즉, 제1 카메라(145)는 적어도 하나 이상의 모노 셀(200)의 폭 이상에 해당하는 거리로 제2 푸셔(143)로부터 이격될 수 있다. 예컨대, 제1 카메라(145)는 3개의 모노 셀(200)의 폭 이상에 해당하는 거리로 제2 푸셔(143)로부터 이격될 수 있다. 제1 카메라(145)와 제2 푸셔(143) 간의 거리는 제1 카메라(145)로부터 획득된 틀어짐 정보에 기초하여 얼라인 테이블(140)이 회전되고 제2 푸셔(143)가 동작되는 시간을 고려하여 설정될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 카메라(145)는 제3 이송부(131)에 의해 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 상태를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1 카메라(145)는 제3 이송부(131)에 의해 이송되는 복수의 모노 셀(200)의 틀어진 상태를 감지할 수 있다.
이를 위해, 제1 카메라(145)는 제3 이송부(131)의 제3 컨베이어 벨트(132)를 대상으로 촬영하여 적어도 모노 셀(200)에 대한 영상을 획득할 수 있다.
상기 획득된 영상에 기초하여 틀어짐 정보가 획득될 수 있다. 이는 제어부(미도시)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 제어부는 상기 획득된 영상에서 적어도 모노 셀(200)에 관한 정보를 획득하고, 이 획득된 모노 셀(200)에 관한 정보에 기초하여 기 설정된 모노 셀(200)과 과 비교하여 모노 셀(200)에 대한 틀어짐 정보를 획득할 수 있다. 틀어짐 정보는 상기 획득된 모노 셀(200)이 기 설정된 모노 셀(200)에 대해 틀어짐 각도일 수 있다. 틀어짐 각도는 예컨대, 제3 컨베이어 벨트(132)의 진행 방향 또는 복수의 모노 셀(200)의 진행 방향에 수직인 방향, 즉 횡방향을 기준으로 획득될 수 있다.
예컨대, 상기 획득된 모노 셀(200)이 기 설정된 모노 셀(200)에 대해 횡방향에 대해 우측으로 15도 틀어지는 경우, 틀어짐 정보는 15도일 수 있다.
얼라인 테이블(140)은 모노 셀(200)에 대한 틀어짐 정보에 기초하여 회전될 수 있다. 즉, 얼라인 테이블(140)은 제1 카메라(145)에 의해 획득된 모노 셀(200)의 틀어진 상태를 나타내는 틀어짐 정보에 따라 얼라인 테이블(140) 상에 이미 안착되어 있는 모노 셀(200)을 상기 틀어진 상태의 모노 셀(200)과 얼라인되도록 얼라인 테이블(140)이 회전될 수 있다.
제어부는 모노 셀(200)에 대한 틀어짐 정보에 기초하여 얼라인 테이블(140)을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 획득된 모노 셀(200)이 횡방향을 기준으로 우측으로 15도 틀어진 경우, 얼라인 테이블(140) 또한 횡방향을 기준으로 우측으로 15도 틀어지도록 회전될 수 있다. 얼라인 테이블(140)의 회전에 의해 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)이 상기 획득된 모노 셀(200)과 얼라인될 수 있다.
이후, 제2 푸셔(143)에 의해 해당 모노 셀(200)이 흡착부(141)에서 이탈되어 하부 방향으로 낙하되고, 상기 낙하된 모노 셀(200)은 얼라인 테이블(140) 상의 또 다른 모노 셀(200)과 얼라인 상태로 적층될 수 있다.
실시예의 스택부(120)는 적어도 하나 이상의 클램프(148, 149)를 포함할 수 있다.
예컨대, 적어도 하나 이상의 클램프(148, 149)는 얼라인 테이블(140)에 설치될 수 있다. 예컨대, 제1 클램프(148)는 얼라인 테이블(140)의 일측 상에 설치되고, 제2 클램프(149)는 얼라인 테이블(140)의 타측 상에 설치될 수 있다. 여기서, 일측 및 타측은 얼라인 테이블(140) 상에 모노 셀(200)이 안착되는 경우 모노 셀(200)의 장축의 양 끝단 각각의 부근일 수 있다.
예컨대, 적어도 하나 이상의 클램프(148, 149)는 얼라인 테이블(140) 상에 적층된 복수의 모노 셀(200)을 잡아줄 수 있다.
예컨대, 클램프(148, 149)는 평상시에는 모노 셀(200)의 장축 길이보다 넓은 간격으로 위치될 수 있다. 예컨대, 모노 셀(200)이 얼라인 테이블(140) 상에 안착되는 경우, 클램프(148, 149)는 모노 셀(200)의 장축 길이보다 좁은 간격으로 위치되어, 클램프(148, 149) 각각이 모노 셀(200)의 양극용 탭과 음극용 탭에 수직으로 중첩될 수 있다. 이후, 클램프(148, 149)가 하부 방향으로 가압됨으로써, 얼라인 테이블(140) 상에 적층된 복수의 모노 셀(200), 구체적으로 양극용 탭 및 음극용 탭이 클램프(148, 149)에 의해 고정될 수 있다.
한편, 미설명 부호 146은 제2 카메라로서, 얼라인 테이블(140) 상에 적층되는 모노 셀(200)들을 검사하는 부재일 수 있다.
도 6은 도 5의 스택부에서 모노 셀을 얼라인하는 방법을 설명하는 도면이다.
제3 이송부(131)에 의해 복수의 모노 셀(200a, 200b, 200c)이 이송될 수 있다.
복수의 모노 셀 각각은 제1 카메라(145)에 의해 촬영되어 모노 셀 각각에 대한 틀어짐 정보가 획득될 수 있다.
도 4 및 도 6a에 도시한 바와 같이, 복수의 모노 셀이 좌측에서 우측으로 이송되고, 이중에서 제1 모노 셀(200a)가 제1 카메라(145) 아래에 위치될 경우, 제1 카메라(145)에 의해 제1 모노 셀(200a)에 대한 틀어짐 정보가 획득될 수 있다.
도 4 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 제1 모노 셀(200a)에 대한 틀어짐 정보에 기초하여 얼라인 테이블(140)이 회전될 수 있다.
예컨대, 제1 모노 셀(200a)이 횡방향을 기준으로 우측으로 15도 틀어진 경우, 얼라인 테이블(140) 또한 횡방향을 기준으로 우측으로 15도 회전될 수 있다.
도 4 및 도 6c에 도시한 바와 같이, 복수의 모노 셀중에서 제1 모노 셀(200a)이 얼라인 테이블(140) 상에 위치될 때, 제2 푸셔(143)에 의해 제1 모노 셀(200a)이 흡착부(141)로부터 이탈되어 하부 방향으로 낙하될 수 있다. 상기 낙하된 제1 모노 셀(200a)은 얼라인 테이블(140) 상에 안착될 수 있다. 만일 얼라인 테이블(140) 상에 또 다른 모노 셀이 이미 안착되어 있다면, 제1 모노 셀(200a)은 얼라인 상태로 또 다른 모노 셀과 적층될 수 있다.
한편, 얼라인 테이블(140)이 회전되고 제2 푸셔(143)의 동작으로 제1 모노 셀(200a)이 얼라인 테이블(140) 상에 안착되는 동작되는 동안, 제1 카메라(145)에 의해 제2 모노 셀(200b)에 대한 틀어짐 정보가 획득될 수 있다.
예컨대, 복수의 모노 셀이 이송되어 제1 모노 셀(200a)이 얼라인 테이블(140) 상에 위치될 때, 제2 모노 셀(200b)은 제1 카메라(145) 아래에 위치될 수 있다. 이러한 경우, 제1 모노 셀(200a)이 얼라인 테이블(140) 상에 안착되는 동안 제1 카메라(145)에 의해 제2 모노 셀(200b)에 대한 틀어짐 정보가 획득될 수 있다.
도 4 및 도 6d에 도시한 바와 같이, 복수의 모노 셀이 이송되어, 제2 모노 셀(200b)이 얼라인 테이블(140) 상에 위치될 때 제3 모노 셀(200c)이 제1 카메라(145) 아래에 위치될 수 있다.
도 4 및 도 6e에 도시한 바와 같이, 제2 모노 셀(200b)에 대한 틀어짐 정보에 기초하여 얼라인 테이블(140)이 회전되고, 제2 푸셔(143)에 의해 제2 모노 셀(200b)이 흡착부(141)로부터 이탈되어 얼라인 테이블(140) 상에 안착될 수 있다. 이에 따라, 제2 모노 셀(200b)은 얼라인 테이블(140) 상에 이미 안착되어 있는 제1 모노 셀(200a)과 얼라인 상태로 적층될 수 있다.
또한, 제1 카메라(145)에 의해 제3 모노 셀(200c)에 대한 틀어짐 정보가 획득될 수 있다.
이와 같은 방식으로 모노 셀 각각의 틀어짐에 따라 얼라인 테이블(140)이 회전된 후 해당 모노 셀이 얼라인 테이블(140)에 안착됨으로써, 복수의 모노 셀이 얼라인 상태로 얼라인 테이블(140) 상에 적층될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
100: 이차전지 제조 장치
110: 라미네이팅부
111: 제1 이송부
112: 제1 컨베이어 벨트
113: 제1 푸셔
115, 125, 135: 끝단
120: 스택부
121: 제2 이송부
122: 제2 컨베이어 벨트
123, 133: 시작단
131: 제3 이송부
132: 제3 컨베이어 벨트
140: 얼라인 테이블
141: 흡착부
143: 제2 푸셔
145: 제1 카메라
146: 제2 카메라
148, 149: 클램프
200: 모노 셀

Claims (14)

  1. 복수의 모노 셀을 생성하는 라미네이팅부; 및
    상기 라미네이터로부터 생성된 복수의 모노 셀을 직접 적층하는 스택부를 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라미네이팅부에서 이송되는 복수의 모노 셀의 제1 이송 속도보다 큰 제2 이송 속도로 상기 복수의 모노 셀을 이송시키는 제2 이송부를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 라미네이팅부는,
    상기 복수의 모노 셀을 이송하는 제1 이송부; 및
    상기 제1 이송부의 끝단에 위치되어 상기 복수의 모노 셀을 순차적으로 하부 방향으로 낙하시키는 제1 푸셔를 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 이송부의 시작단은 상기 제1 이송부의 끝단 아래에 위치되고,
    상기 제1 푸셔에 의해 낙하된 모노 셀이 상기 제2 이송부의 시작단에 안착되는
    이차전지 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스택부는,
    상기 제2 이송부로 이송된 복수의 모노 셀을 이송시키는 제3 이송부; 및
    상기 제3 이송부의 끝단 아래에 위치되어 상기 복수의 모노 셀을 얼라인하는 얼라인 테이블을 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제3 이송부에서 이송되는 복수의 모노 셀의 제3 이송 속도는 상기 제2 이송 속도와 동일한
    이차전지 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 모노 셀은 상기 제1 이송부에서 등속으로 이송되고, 상기 제2 이송부 및 상기 제3 이송부에서 비등속으로 이송되는
    이차전지 제조 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제3 이송부에 설치되어 상기 제2 이송부로 이송되는 복수의 모노 셀 각각을 흡착시키는 복수의 흡착부를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 흡착부는 상기 제3 이송부의 이송 방향을 따라 이동되는
    이차전지 제조 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제3 이송부의 끝단에 위치되어 상기 복수의 모노 셀을 순차적으로 하부 방향으로 낙하시키는 제2 푸셔를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 얼라인 테이블은,
    상기 제2 푸셔에 의해 낙하된 모노 셀을 얼라인을 통해 순차적으로 적층시키는
    이차전지 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 스택부는,
    상기 제3 이송부 상에 위치되어 상기 모노 셀의 틀어짐 정보를 획득하는 카메라를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 얼라인 테이블은 상기 모노 셀의 틀어짐 정보에 기초하여 회전되고,
    상기 제2 푸셔에 의해 낙하된 모노 셀이 상기 회전된 얼라인 테이블에 안착되는
    이차전지 제조 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 스택부는,
    상기 적층된 모노 셀을 잡아주기 위해 얼라인 테이블에 설치되는 적어도 하나 이상의 클램프를 더 포함하는
    이차전지 제조 장치.
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