KR20220142148A - 이차전지 노칭용 이물제거장치 - Google Patents

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이효진
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치는, 노칭 공정을 거친 전극필름의 이송경로에서, 노칭된 전극패턴의 상면과 하면을 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여, 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출하도록 마련된 이물확인부; 및 이물확인부에서 산출된 이물위치정보에 따라, 이물의 위치로 에어를 분사하고 진공압을 인가하도록 마련된 이물제거공정부를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

이차전지 노칭용 이물제거장치{Apparatus for removing foreign substances during the notching process of secondary battery}
본 발명은 이차전지 노칭용 이물제거장치에 관한 것으로서, 상세하게는 이물제거공정 전에 전극필름에 부착된 이물의 위치를 확인한 후, 이물이 존재하는 부분을 집중적으로 클리닝할 수 있는 이차전지 노칭용 이물제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지로서, 니켈-카드뮴, 리튬이온, 니켈-수소 및 리튬 폴리머 등 다양한 종류가 있다.
이러한 이차전지는 전극 집전체의 표면에 활물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하고, 그 사이에 분리막을 개재하여 전극조립체를 만든 후, 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착되며, 상기 전극 조립체에 주로 액체 전해질을 주입 또는 함침시키거나, 고체 전해질을 사용하여 제조된다.
여기서, 전극조립체는 외형 케이스의 크기 및 형태와, 사용되는 분야에서 요구되는 용량에 따라 다양한 크기로 제조되는데, 이를 위해 전극조립체를 구성하는 전극 및 분리막을 소정의 크기로 재단하는 노칭 공정이 필수적이다.
이차전지의 노칭공정은 금형을 이용하거나 레이저를 이용하여, 노칭공정에서는 전극을 절단하는 과정 중에 활물질이물과, 양극의 AL이물, 또는 음극의 Cu이물이 발생하게 된다.
노칭공정 중에 발생한 이물 중 일부는 전극에 부착되어, 배터리의 쇼트불량을 야기한다. 이를 방지하기 위해, 종래에는 노칭공정에서 극판에 부착된 이물을 제거하는 이물제거공정을 수행한다.
한국등록특허 제 10-1569798호에는 노칭 공정 수행 후, 전단 가공이 완료된 전단 가공이 완료된 전극필름(F)의 표면에 부착된 이물질을 처리하는 내용이 개시되어 있다.
도 1에 도시한 것과 같이, 클리닝유닛(41)은 롤러(43)의 하측에 상하로 이동가능하게 설치되어, 전극필름(F)을 롤러(43)와 밀착시키면서 이물질을 제거한다. 클리닝유닛(41)은 클리닝블록(45), 브러쉬(46), 에어분사기(47)와 이물질흡입기(48)를 포함한다.
클리닝블록(45)은 제1롤러(43) 및 제2롤러(44)의 하측 및 상측 각각에 상하로 이동 가능하게 설치된다. 브러쉬(46)는 클리닝블록(45)의 상단부 또는 하단부에 설치되어 전극필름(F)과 접촉하여 이물질을 분리한다. 에어분사기(47)는 클리닝블록(45)의 일측 변부에 설치되어 브러쉬(46)를 향해 에어를 분사한다.
이물질흡입기(48)는 클리닝블록(45)에서 에어분사기(47)의 반대편 위치에 설치되어 에어분사기(47)에 의해 브러쉬(46)에서 분리된 이물질을 흡입한다.
한국등록특허 제 10-1569798호에 따르면, 클리닝유닛(41)을 이용하여, 전단 가공이 완료된 전극필름(F)의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 이물처리공정을 수행하는데, 이러한 이물 제거 공정에도 불구하고, 전극필름(F)에 부착된 이물을 제거하지 못하는 문제가 발생한다. 추후, 전극필름(F)에 부착된 이물은 배터리의 쇼트불량을 야기할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이물제거공정 전에 전극필름에 부착된 이물의 위치를 확인한 후, 이물이 존재하는 부분을 집중적으로 클리닝할 수 있는 이차전지 노칭용 이물제거장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치는, 노칭 공정을 거친 전극필름의 이송경로에서, 노칭된 전극패턴의 상면과 하면을 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여, 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출하도록 마련된 이물확인부; 및 이물확인부에서 산출된 이물위치정보에 따라, 이물의 위치로 에어를 분사하고 진공압을 인가하도록 마련된 이물제거공정부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물확인부는, 전극필름의 상부에서, 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배치되어, 전극패턴의 상면을 각 섹션 별로 촬영하는 복수의 상부카메라; 전극필름의 하부에서, 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배치되어, 전극패턴의 하면을 각 섹션 별로 촬영하는 복수의 하부카메라; 및 전극필름의 폭방향에 따라 각 섹션 별 위치정보를 가진 복수의 상부섹션이미지와 복수의 하부섹션이미지에 기초하여, 이물의 위치가 산출되는 이미지판독부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물제거공정부는 전극필름의 일면의 각각의 섹션에 에어를 분사하되, 섹션의 전체 영역을 분사하거나, 전체 영역 내의 소정의 영역만을 집중 분사하도록 마련된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물제거공정부는 이물확인부의 이물위치정보에 따라, 이물의 위치로 에어를 분사하는 이물블로잉부; 및 전극필름의 이송경로에 설치되어, 이물위치정보에 기초하여 이물의 위치로 진공압을 인가하여, 전극패턴에서 블로잉된 이물을 흡입하는 이물석션부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물블로잉부는, 전극패턴을 바라보는 면에 에어가 분사되는 에어분사홀이 마련된 블로잉본체; 및 블로잉본체에 마련되되, 에어분사홀과 연통되되 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배열된 복수의 에어홀을 포함하고, 복수의 에어홀은 전극필름의 폭방향으로의 배열 순서에 따라 전극패턴의 각 섹션 별로 할당된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물블로잉부는, 개폐를 조절하되, 이물위치정보에 매칭되는 에어홀을 개방하고, 이물위치정보에 매칭되지 않은 에어홀을 폐쇄하는 에어조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 에어홀은 각 섹션 별로 복수 개로 마련되고, 에어조절부는 각 섹션 별로 할당된 복수의 에어홀의 개방 개수를 조절하여, 이물의 위치로 분사되는 에어의 유량을 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 에어홀은 각 섹션 별로 적어도 3개가 마련되어, 에어조절부는 에어홀의 개방 개수를 조절하여, 에어의 유량의 세기를 강/중/약으로 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 에어분사홀은 전극패턴의 면적보다 큰 개구인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물셕션부는, 전극패턴을 바라보는 면에 메인셕선홀이 마련된 석션본체; 및 석션본체에 마련되되, 메인 석션홀과 연통가능하되 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배열된 복수의 서브 석션홀을 포함하고, 복수의 서브 석션홀을 전극필름의 폭방향으로의 배열 순서에 따라 전극패턴의 각 섹션 별로 할당된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이물셕션부는, 각각의 서브 석션홀의 개폐를 조절하되, 이물위치정보에 매칭되는 서브 석션홀을 개방하고, 이물위치정보에 매칭되지 않은 서브 석션홀을 폐쇄하는 진공압조절부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 서브 석션홀은 각 섹션 별로 복수 개가 마련되고, 진공압조절부는 각 섹션 별로 할당된 복수의 서브 석션홀의 개방 개수를 조절하여, 이물의 위치로 인가되는 진공압의 세기를 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 복수의 서브 석션홀은 각 섹션 별로 적어도 3개가 마련되어, 진공압조절부는 서브 석션홀의 개방 개수를 조절하여, 진공압의 세기를 강/중/약으로 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 메인 석션홀은 전극패턴의 면적보다 큰 개구인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치는, 노칭 공정을 거친 전극필름의 이송경로에서, 노칭된 전극패턴의 폭방향을 따라, 전극패턴의 각 섹션 별로 상면과 하면 중 적어도 일면을 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출하도록 마련된 이물확인부; 및 이물확인부에서 산출된 이물위치정보에 따라, 이물이 위치하는 섹션의 전체 영역으로 에어를 분사하거나, 전체 영역 내 소정 영역으로 집중하여 에어를 분사하고, 진공압을 인가하도록 마련된 이물제거공정부를 포함하는 것이 바람직하다.
종래기술은 전극필름의 전면적에 대해 이물제거공정을 수행하는데 반해, 본 발명은 이물제거공정 전에 전극필름에 부착된 이물의 위치를 확인한 후, 이물이 존재하는 부분을 집중적으로 클리닝하여, 전극필름에서의 이물 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라, 이차전지의 노칭공정 후 이물을 제거하는 공정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치의 모식도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서, 복수의 카메라가 전극패턴을 각 섹션 별로 촬영하기 위한, 카메라의 배치상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에서, 이물블로잉부를 설명하기 위한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에서, 이물석션부를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 12는 전극패턴에 이물이 부착된 경우에, 이물제거공정부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지 노칭용 이물제거장치를 설명하기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이차전지 노칭용 이물제거장치(100)는 노칭공정부(110), 이물확인부(120) 및 이물제거공정부(130)를 포함하여, 노칭공정 후의 전극패턴(P)을 촬영하여, 전극패턴(P)에 이물이 존재하는지 여부를 확인한 후, 전극패턴(P) 중 이물이 존재하는 부분을 집중적으로 클리능하는 장치이다.
노칭공정부(110)는 필름이송경로를 따라 일방향으로 이동하는 전극필름을 기설정된 전극패턴(P)으로 노칭한다. 노칭공정부(110)는 노칭용드럼(111)과 레이저조사부(112)로 구성되어, 노칭용드럼(111)을 지나가는 전극필름(F1)으로 레이저를 조사하여, 전극필름에 전극패턴(P)을 형성한다. 이차전지의 노칭공정은 공지된 기술로서, 본 명세서에서는 노칭공정부(110)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이물확인부(120)는 전극필름의 이송경로에서, 전극패턴(P)의 상면과 하면을 촬영하고, 촬영된 이미지를 판독하여, 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출한다. 이물확인부(120)는 복수의 카메라(121~123, 126~128) 및 이미지판독부(129)를 포함한다.
복수의 카메라(121~123, 126~128)는 전극필름의 이송경로에서, 노칭공정부(110)를 통과한 전극패턴(P)의 상면과 하면을 각각 촬영가능하게 설치된다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 복수의 카메라(121~123, 126~128)의 설치위치에 따라, 제1상부카메라(121), 제2상부카메라(122), 제3상부카메라(123), 제1하부카메라(126), 제2하부카메라(127), 제3하부카메라(128)로 구분지어 지칭하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제1상부카메라(121) 내지 제3상부카메라(123)는 전극필름(F2)의 상부에서, 전극필름의 폭방향(W)을 따라 일렬로 배치되어, 전극패턴(P)의 상면을 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 촬영한다. 제1하부카메라(126) 내지 제3하부카메라(128)는 전극필름(F2)의 하부에서, 전극필름의 폭방향(W)을 따라 일렬로 배치되어, 전극패턴(P)의 하면을 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 촬영한다.
전극패턴(P)은 전극필름의 폭방향(W)을 따라 복수의 섹션(S1, S2, S3)으로 구분되는데, 이때, 복수의 셕션은 카메라의 설치개수에 따라 가변된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 상부카메라가 전극패턴(P)의 상면을 촬영하는 경우, 전극패턴(P)의 상면은 3개의 섹션으로 구분된다. 만약, 4개의 상부카메라가 전극패턴(P)의 상면을 촬영하는 경우, 전극패턴(P)의 상면은 4개의 섹션으로 구분될 수 있다.
이미지판독부(129)는 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 촬영된 복수의 상부섹션이미지와 복수의 하부섹션이미지를 판독하여, 전극패턴(P)에서 이물이 존재하는지 여부를 확인하여 복수의 섹션(S1, S2, S3) 중 이물이 존재하는 이물섹션을 선택하고, 이물섹션에서 이물의 위치를 확인한다.
본 실시예에서는 복수의 상부섹션이미지에 대해, 제1상부카메라(121)가 촬영한 제1섹션(S1)의 상면에 대해 제1상부섹션이미지로 지칭하고, 제2상부카메라(122)가 촬영한 제2섹션(S2)의 상면에 대해 제2상부섹션이미지로 지칭하고, 제3상부카메라(123)가 촬영한 제3섹션(S3)의 상면에 대해 제3상부섹션이미지로 지칭한다.
그리고, 본 실시예에서는 복수의 하부섹션이미지에 대해, 제1하부카메라(126)가 촬영한 제1섹션(S1)의 하면에 대해 제1하부섹션이미지로 지칭하고, 제2하부카메라(127)가 촬영한 제2섹션(S2)의 하면에 대해 제2하부섹션이미지로 지칭하고, 제3하부카메라(128)가 촬영한 제3섹션(S3)의 하면에 대해 제3하부섹션이미지로 지칭한다.
이미지판독부(129)에는 카메라의 설치위치에 따라, 각각의 카메라에서 촬영된 각각의 섹션이미지에 대한 위치정보가 설정되어, 이미지판독시, 이물이 존재하는 섹션 정보가 산출되고, 이물섹션의 규격을 토대로 이물의 위치정보가 산출된다. 본 실시예에서는 전극패턴(P)의 복수의 섹션(S1, S2, S3) 중 이물이 존재하는 섹션에 대해 "이물섹션"이라 지칭한다.
전극패턴(P)에 존재하는 이물은 이물제거공정부(130)에서 클리닝 처리된다. 이물제거공정부(130)는 전극필름의 이송경로에서 설치되어, 이미지판독부(129)의 이물위치정보에 따라, 전극패턴(P) 중 이물섹션으로 에어 분사후 진공압을 걸어, 이물섹션에서 이물을 흡입하여, 전극패턴(P)에서 이물을 제거한다.
이물제거공정부(130)는 이물블로잉부(140)와 이물셕션부를 포함한다.
이물블로잉부(140)는 전극패턴(P) 중 이물섹션으로 에어를 집중 분사하여, 이물섹션에서 이물을 블로잉한다. 이물블로잉부(140)는 전극필름의 상면과 하면을 바라보게 설치된다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 전극필름의 상부에 설치된 이물블로잉부(140)에 대해 상부블로잉부(140a)로 지칭하고, 전극필름의 하부에 설치된 이물블로잉부(140)에 대해 하부블로잉부(140b)로 지칭한다. 상부블로잉부(140a)와 하부블로잉부(140b)는 설치위치만 상이할 뿐 그 구조 및 작동방식이 동일한 바, 설명의 반복을 피하기 위해 이하에서는 상부블로잉부(140a)에 대해 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상부블로잉부(140a)는, 블로잉본체(141a)와 에어조절부(144)를 포함한다. 블로잉본체(141a)에는 에어분사홀(142a)과 복수의 에어홀(143a~143i)이 마련된다.
에어분사홀(142a)은 에어조절부(144)에서 공급된 에어가 전극패턴(P)을 향해 분사되는 개구이다. 에어분사홀(142a)은 전극패턴(P)을 바라보는 면에 마련된다. 에어분사홀(142a)은 전극패턴(P)의 면적보다 크게 마련된다.
복수의 에어홀(143a~143i)은 전극필름의 폭방향(W)을 따라 일렬로 배열된다. 복수의 에어홀(143a~143i)은 에어분사홀(142a)과 연통되게, 블로잉본체(141a)에 마련된다.
복수의 에어홀(143a~143i)은 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 적어도 3개씩 마련되어, 에어홀의 개방 개수를 통해 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 분사되는 에어의 세기를 강/중/약으로 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 상부블로잉부(140a)와 하부블로잉부(140b)의 복수의 에어홀에 대해, 전극필름의 폭방향(W)으로의 배열 순서에 따라, 제1에어홀(143a, 143a1) 내지 제9에어홀(143i, 143i1)로 구분지어 지칭한다.
제1에어홀(143a, 143a1) 내지 제9에어홀(143i, 143i1)은 전극필름의 폭방향(W)으로의 배열 순서에 따라 전극패턴(P)의 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 할당된다. 예를 들어, 전극패턴(P)이 3개의 섹션으로 구분된 경우에, 제1에어홀(143a, 143a1) 내지 제3에어홀(143c, 143c1)은 전극패턴(P)의 제1섹션(S1), 제4에어홀(143d, 143d1) 내지 제6에어홀(143f, 143f1)은 전극패턴(P)의 제2섹션(S2), 제7에어홀(143g, 143g1) 내지 제9에어홀(143i, 143i1)은 전극패턴(P)의 제3섹션(S3)으로 에어를 공급하는 에어홀로 할당된다.
에어조절부(144)는 각각의 에어홀의 개폐를 조절하되, 이미지판독부(129)의 이물 위치정보에 매칭되는 에어홀을 개방하고, 이물위치정보에 매칭되지 않은 에어홀을 폐쇄한다. 에어조절부(144)는 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 할당된 적어도 3개의 에어홀의 개폐를 통해, 이물섹션으로 분사되는 에어의 유량을 조절할 수 있다.
에어공급홀(144j)을 통해 유입된 에어는, 개방된 에어홀을 통해 블로잉본체(141a)로 유동하고, 에어분사홀(142a)을 통해 전극패턴(P)으로 분사된다.
본 발명은 에어조절부(144)에 의한 복수의 에어홀(143a~143i)의 선택적 개폐를 통해, 이물섹션으로 선택된 섹션의 전면적에 대해 에어를 분사할 수 있도 있지만, 이물섹션 중 이물이 존재하는 위치를 특정하여 에어를 집중적으로 분사할 수 있다.
이물석션부(150)는 이물블로잉부(140)와 나란하게 설치된다. 이물셕션부(150)는 이미지판독부(129)의 이물위치정보에 따라 전극패턴(P)으로 진공압을 인가하여, 이물블로잉부(140)에 의해 전극패턴(P)에서 블로잉된 이물을 흡입하여, 전극패턴(P)에서 이물을 제거한다.
이물석션부(150)는 전극필름(F2)의 상면과 하면을 바라보게 설치된다. 이에, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 전극필름의 상부에 설치된 이물석션부(150)에 대해 상부석션부(150a)로 지칭하고, 전극필름의 하부에 설치된 이물석션부(150)에 대해 하부석션부(150b)로 지칭한다. 상부석션부(150a)와 하부석션부(150b)는 설치위치만 상이할 뿐 그 구조 및 작동방식이 동일한 바, 설명의 반복을 피하기 위해 이하에서는 상부석션부(150a)에 대해 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 상부석션부(150a)는, 석션본체(151a)와 진공압조절부(154)를 포함한다. 석션본체(151a)에는 메인셕선홀(152a)과 복수의 서브 석션홀(153a~153i)이 마련된다.
메인셕선홀(152a)은 진공압조절부(154)에서 공급된 진공압이 전극패턴(P)을 향해 공급되는 개구이다. 메인셕선홀(152a)은 전극패턴(P)을 바라보는 면에 마련된다. 메인셕선홀(152a)은 전극패턴(P)의 면적보다 크게 마련된다.
복수의 서브 석션홀(153a~153i)은 전극필름의 폭방향(W)을 따라 일렬로 배열된다. 복수의 서브 석션홀(153a~153i)은 메인셕선홀(152a)과 연통되게, 석션본체(151a)에 마련된다. 복수의 서브 석션홀(153a~153i)은 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 적어도 3개씩 마련되어, 서브 석션홀의 개방 개수를 통해 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 인가되는 진공압의 세기를 강/중/약으로 조절할 수 있다.
진공압조절부(154)는 각각의 서브 석션홀의 개폐를 조절하되, 이미지판독부(129)의 이물 위치정보에 매칭되는 서브 석션홀을 개방하고, 이물위치정보에 매칭되지 않은 서브 석션홀을 폐쇄한다. 진공압조절부(154)는 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 할당된 적어도 3개의 서브 석션홀의 개폐를 통해, 이물섹션으로 공급되는 진공압의 세기를 조절할 수 있다.
진공압은, 진공압공급홀(154j)과 개방된 서브 석션홀을 통해 석션본체(151a)로 유동하여, 메인셕선홀(152a)을 통해 전극패턴(P)으로 공급된다. 진공압은 전극패턴(P)의 전면적에 걸리는 것이 아니라, 이물섹션으로 선택된 부분 및/또는 이물위치에 한정하여 걸린다. 진공압조절부(154)는 이물이 진공압에 의해 석션본체(151a)로의 흡입이 완료되면, 메인 석션홀(152a)에 걸린 진공압을 해제한다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 상부석션부(150a) 및 하부석션부(150b)의 복수의 서브 석션홀에 대해, 전극필름의 폭방향(W)으로의 배열 순서에 따라, 제1석션홀(153a, 153a1) 내지 제9석션홀(153i, 153i1)로 구분지어 지칭한다.
제1석션홀(153a, 153a1) 내지 제9석션홀(153i, 153i1)은 전극필름의 폭방향(W)으로의 배열 순서에 따라 전극패턴(P)의 각 섹션(S1, S2, S3) 별로 할당된다. 예를 들어, 전극패턴(P)이 3개의 섹션으로 구분된 경우에, 제1석션홀(153a, 153a1) 내지 제3석션홀(153c, 153c1)은 전극패턴(P)의 제1섹션(S1), 제4석션홀(153d, 153d1) 내지 제6석션홀(153f, 153f1)은 전극패턴(P)의 제2섹션(S2), 제7석션홀(153g, 153g1) 내지 제9석션홀(153i, 153i1)은 전극패턴(P)의 제3섹션(S3)으로 진공압을 공급하는 서브 석션홀로 할당된다.
이하에서는, 도 9 내지 도 12를 참조하여, 전극패턴(P)에 이물이 존재하는 경우에, 이물을 제거하는 과정에 대해 설명하기로 한다.
후술할 이물 제거 공정은 상술한 과정에 따라, 복수의 카메라(121~123, 126~128)에 의해 전극패턴(P)이 촬영되고, 촬영된 복수의 상부섹션이미지와 복수의 하부섹션이미지로부터, 전극패턴(P)에 존재하는 이물의 위치가 산출된 것을 전제로 한다.
일 예로, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 이물이 전극패턴(P)의 하면과 상면에 부착된 경우에, 이미지판독부(129)에 의해, 이물섹션은 전극패턴(P)의 제1섹션(S1)의 하면과, 제2섹션(S2)의 상면이 산출된다.
이물이 제1섹션(S1)의 하면의 전면적에 걸쳐 분포된 경우, 하부블로잉부(140b)는 제1섹션(S1)의 하면에 대응되는 제1에어홀(143a1) 내지 제3에어홀(143c1)을 개방하고, 나머지 섹션에 할당된 제4에어홀(143d1) 내지 제9에어홀(143i1)은 폐쇄한다.
이에 따라, 에어는 제1에어홀(143a1) 내지 제3에어홀(143c1)을 통해 에어분사홀(142b)로 유동하여, 제1섹션(S1)의 하면으로 분사된다. 제1섹션(S1)의 하면에 존재하는 이물은 에어에 의해 블로잉되고, 하부석션부(150b)에 의해 제거된다.
도 10을 참조하면, 하부석션부(150b)는 제1섹션(S1)의 하면의 이물을 제거하기 위해, 하부블로잉부(140b)의 에어 분사 범위로, 진공압을 인가한다. 구체적으로, 하부석션부(150b)는 제1섹션(S1)의 하면에 대응되는 제1석션홀(153a1) 내지 제3석션홀(153c1)을 개방하고, 나머지 섹션에 할당된 제4석션홀(153d1) 내지 제9석션홀(153i1)은 폐쇄한다. 이에 따라, 진공압은 제1석션홀(153a1) 내지 제3석션홀(153c1)을 통해 메인 석션홀(152b)로 유동하여, 제1섹션(S1)의 하면으로 공급된다. 제1섹션(S1)의 하면에 존재하는 이물은 진공압에 의해 메인 석션홀(152b)로 흡입된다. 하부석션부(150b)의 진공압조절부는 이물 흡입이 완료되면, 제1석션홀(153a1) 내지 제3석션홀(153c1)을 통한 진공압의 인가를 해제한다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 이물이 제2섹션(S2)의 상면 중앙에만 존재하는 경우, 상부블로잉부(140a)는 제2섹션(S2)의 중앙으로 에어를 분사하는 제5에어홀(143e)만 개방하고, 나머지 에어홀은 폐쇄한다. 이에 따라, 에어는 상부블로잉부(140a)의 제5에어홀(143e)을 통해 에어분사홀(142a)로 유동하여, 제2섹션(S2)의 상면으로 분사되어, 이물을 블로잉한다. 제2섹션(S2)의 상면에 서 블로잉된 이물은 상부석션부(150a)의 작동에 의해 전극패턴(P)에서 제거된다.
상부석션부(150a)는 제5석션홀(153e)만 개방하고, 나머지 서브 석션홀은 폐쇄하여, 제5석션홀(153e)에만 진공압을 인가한다. 진공압은 제5석션홀(153e)을 통해 메인 석션홀(152a)로 공급되어, 제2섹션(S2)의 중앙에 존재하는 이물을 흡입한다. 이물은 진공압에 의해 메인 석션홀(152a)로 흡입되면서, 전극패턴(P)에서 제거된다.
다른 예로, 도 11 및 도 12를 참조하여, 이물이 전극패턴(P)의 하면에서 제2섹션(S2)과 제3섹션(S3)에 분포된 경우에, 이물제거공정부(130)의 작동에 대해 설명하기로 한다.
이미지판독부(129)의 판독결과, 전극패턴(P)의 상면에 이물이 존재하지 않은 경우에, 상부블로잉부(140a)와 상부석션부(150a)는 작동되지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 이물이 제2섹션(S2)의 하면과 제3섹션(S3)의 하면의 일부에 걸쳐 분포하는 경우에, 하부블로잉부(140b)는 제2섹션(S2)의 하면 및 제3섹션(S3)의 하면에 할당된 제4에어홀(143d1) 내지 제9에어홀(143i1) 중 이미지판독부(129)의 이물위치정보에 따라 제6에어홀(143f1) 내지 제8에어홀(143h1)만 선택적으로 개방하여, 이물이 존재하는 부분으로만 에어를 분사할 수 있다. 하부블로잉부(140b)의 작동에 의해, 제2섹션(S2)의 하면과 제3섹션(S3)의 하면에서 블로잉된 이물은 하부석션부(150b)에 의해 전극패턴(P)에서 제거된다.
도 12를 참조하면, 하부석션부(150b)는 제6석션홀(153f1) 내지 제8석션홀(153h1)만 개방하여, 메인 석션홀(152b)로 진공압을 인가하여, 제2섹션(S2)의 하면 및 제3섹션(S3)의 하면의 이물을 흡입한다.
상기와 같은 방식으로, 본 발명은 이미지판독부(129)의 이물위치정보에 따라, 이물이 존재하는 부분으로만 진공압을 인가하여 이물을 흡입함으로써, 이물이 존재하는 부분만 집중적으로 클리닝할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 이차전지 노칭용 이물제거장치
110: 노칭공정부
120: 이물확인부
121 ~ 123: 상부카메라
126 ~ 128: 하부카메라
129: 이미지판독부
130: 이물제거공정부
140: 이물블로잉부
140a: 상부블로잉부
140b: 하부블로잉부
141a, 142b: 블로잉본체
142a, 142b: 에어분사홀
143a~143i, 143a1~143i1: 에어홀
144: 에어조절부
150: 이물석션부
150a: 상부석션부
151a, 151b: 석션본체
152a, 152b: 메인 석션홀
153a~153i, 153a1~153i1: 서브 석션홀
154: 진공압조절부
150b: 하부석션부

Claims (15)

  1. 노칭 공정을 거친 전극필름의 이송경로에서, 노칭된 전극패턴의 상면과 하면을 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여, 상기 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출하도록 마련된 이물확인부; 및
    상기 이물확인부에서 산출된 이물위치정보에 따라, 상기 이물의 위치로 에어를 분사하고 진공압을 인가하도록 마련된 이물제거공정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이물확인부는,
    상기 전극필름의 상부에서, 상기 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배치되어, 상기 전극패턴의 상면을 상기 각 섹션 별로 촬영하는 복수의 상부카메라;
    상기 전극필름의 하부에서, 상기 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배치되어, 상기 전극패턴의 하면을 상기 각 섹션 별로 촬영하는 복수의 하부카메라; 및
    상기 전극필름의 폭방향에 따라 상기 각 섹션 별 위치정보를 가진 복수의 상부섹션이미지와 복수의 하부섹션이미지에 기초하여, 상기 이물의 위치가 산출되는 이미지판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이물제거공정부는 상기 전극필름의 일면의 각각의 섹션에 상기 에어를 분사하되, 상기 섹션의 전체 영역을 분사하거나, 상기 전체 영역 내의 소정의 영역만을 집중 분사하도록 마련된 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이물제거공정부는
    상기 이물확인부의 이물위치정보에 따라, 상기 이물의 위치로 에어를 분사하는 이물블로잉부; 및
    상기 전극필름의 이송경로에 설치되어, 상기 이물위치정보에 기초하여 상기 이물의 위치로 진공압을 인가하여, 상기 전극패턴에서 블로잉된 상기 이물을 흡입하는 이물석션부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 이물블로잉부는,
    상기 전극패턴을 바라보는 면에 에어가 분사되는 에어분사홀이 마련된 블로잉본체; 및
    상기 블로잉본체에 마련되되, 상기 에어분사홀과 연통되되 상기 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배열된 복수의 에어홀을 포함하고,
    상기 복수의 에어홀은 상기 전극필름의 폭방향으로의 배열 순서에 따라 상기 전극패턴의 각 섹션 별로 할당된 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 이물블로잉부는,
    개폐를 조절하되, 상기 이물위치정보에 매칭되는 에어홀을 개방하고, 상기 이물위치정보에 매칭되지 않은 에어홀을 폐쇄하는 에어조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 에어홀은 상기 각 섹션 별로 복수 개로 마련되고,
    상기 에어조절부는 상기 각 섹션 별로 할당된 복수의 에어홀의 개방 개수를 조절하여, 상기 이물의 위치로 분사되는 에어의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 에어홀은 상기 각 섹션 별로 적어도 3개가 마련되어,
    상기 에어조절부는 상기 에어홀의 개방 개수를 조절하여, 상기 에어의 유량의 세기를 강/중/약으로 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 에어분사홀은 상기 전극패턴의 면적보다 큰 개구인 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 이물셕션부는,
    상기 전극패턴을 바라보는 면에 메인셕선홀이 마련된 석션본체; 및
    상기 석션본체에 마련되되, 상기 메인 석션홀과 연통가능하되 상기 전극필름의 폭방향을 따라 일렬로 배열된 복수의 서브 석션홀을 포함하고,
    상기 복수의 서브 석션홀을 상기 전극필름의 폭방향으로의 배열 순서에 따라 상기 전극패턴의 각 섹션 별로 할당된 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 이물셕션부는,
    상기 각각의 서브 석션홀의 개폐를 조절하되, 상기 이물위치정보에 매칭되는 서브 석션홀을 개방하고, 상기 이물위치정보에 매칭되지 않은 서브 석션홀을 폐쇄하는 진공압조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 석션홀은 상기 각 섹션 별로 복수 개가 마련되고,
    상기 진공압조절부는 상기 각 섹션 별로 할당된 복수의 서브 석션홀의 개방 개수를 조절하여, 상기 이물의 위치로 인가되는 진공압의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 서브 석션홀은 상기 각 섹션 별로 적어도 3개가 마련되어,
    상기 진공압조절부는 상기 서브 석션홀의 개방 개수를 조절하여, 상기 진공압의 세기를 강/중/약으로 조절하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 메인 석션홀은 상기 전극패턴의 면적보다 큰 개구인 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
  15. 노칭 공정을 거친 전극필름의 이송경로에서, 노칭된 전극패턴의 폭방향을 따라, 상기 전극패턴의 각 섹션 별로 상면과 하면 중 적어도 일면을 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 상기 전극패턴에 존재하는 이물의 위치를 산출하도록 마련된 이물확인부; 및
    상기 이물확인부에서 산출된 이물위치정보에 따라, 상기 이물이 위치하는 섹션의 전체 영역으로 에어를 분사하거나, 전체 영역 내 소정 영역으로 집중하여 에어를 분사하고, 진공압을 인가하도록 마련된 이물제거공정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 노칭용 이물제거장치.
KR1020210048528A 2021-04-14 2021-04-14 이차전지 노칭용 이물제거장치 KR20220142148A (ko)

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