KR20230008979A - System for producing electrodes of battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2차 전지용 전극 생산 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for producing an electrode for a secondary battery.
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. In general, a chemical battery refers to a battery that includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte and generates electrical energy by using a chemical reaction. This includes a disposable primary battery and a secondary battery that can be charged and discharged for repeated use. can be distinguished by
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. Due to the advantage of being able to charge and discharge, the use of secondary batteries is gradually increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries have a high energy density per unit weight, and thus are widely used as power sources for electronic communication devices or high-output hybrid vehicles.
이러한 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)은 전지의 양극과 음극으로 사용되어 전지와 전지 외부를 전기적으로 연결하는데 사용된다.Electrodes used in these secondary batteries are used as positive and negative electrodes of the battery and are used to electrically connect the battery and the outside of the battery.
전극에는 일정한 간격으로 노칭을 수행하여 전극탭을 형성시킬 수 있다.An electrode tab may be formed by performing notching on the electrode at regular intervals.
노칭된 전극은 스텍 공정에서 파우치 또는 각형, 원통형 캔의 형태로 밀봉되어 이차전지로 제조된다.The notched electrode is sealed in the form of a pouch or a prismatic or cylindrical can in a stack process to manufacture a secondary battery.
릴(Ree)l 형태로 감겨 있는 전극소재는 언와인딩부에서 풀려 사행조정부를 거쳐서 노칭부로 투입된다. 그리고 전극소재에 연속적으로 복수개의 전극탭이 일정 간격으로 형성된다. 탭이 형성된 전극은 릴 형태로 되감거나 일정크기로 절단되어 매거진에 적재될 수 있다.The electrode material wound in the form of a reel is unwound from the unwinding unit and passed through the meandering adjustment unit to be fed into the notching unit. A plurality of electrode tabs are continuously formed on the electrode material at regular intervals. The tabbed electrode may be rewound in a reel form or cut into a predetermined size and loaded into a magazine.
전극소재는 띠형 부재로서, 폭이 일정하다. 다만, 전극의 제조과정에서 전극의 양측 에지가 휘어 만곡도가 발생하는 것이 일반적이다. 특히, 전기자동차용 배터리의 고용량 실현을 위해 전극의 두께가 얇아지고 고밀도로 제작되어 점점 만곡도에 따른 전극의 캠버(Camber)량의 변화가 심해지는 문제점이 있다. 아울러, 공급되는 전극마다 캠버의 편차량이 심하여, 전극이 롤에서 비스듬히 주행하는 문제가 발생한다.The electrode material is a strip-shaped member and has a constant width. However, it is common that the edges of both sides of the electrode are bent during the manufacturing process of the electrode, resulting in a degree of curvature. In particular, there is a problem in that the thickness of the electrode is thin and high density is produced in order to realize high capacity of the battery for an electric vehicle, and the change in camber amount of the electrode gradually increases according to the degree of curvature. In addition, the amount of camber deviation for each supplied electrode is severe, causing a problem that the electrode runs obliquely on the roll.
본 발명의 목적은, 전극의 캠버량에 대응하여, 롤의 전극의 사행을 방지할 수 있는 2차 전지용 전극 생산 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an electrode production system for a secondary battery capable of preventing meandering of an electrode of a roll in response to the amount of camber of the electrode.
실시예는, 코팅부와 비코팅부를 포함하는 전극소재를 공급하는 언와인딩부와, 상기 전극소재의 비코팅부를 노칭하여 전극탭을 형성하는 노칭부와, 상기 노칭부 전에 배치되어 상기 전극소재의 주행 방향을 조절하는 사행조정부를 포함하는 2차 전지 생산 시스템으로서, 상기 사행조정부는, 제1 사행조정유닛과, 상기 제1 사행조정유닛과 상기 노칭부 사이에 배치되는 제2 사행조정유닛을 포함하고, 상기 제2 사행조정유닛은 상기 전극소재의 상면 및 하면과 접촉하는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부의 위치를 변경하여, 상기 전극소재의 주행 방향을 조절하되, 상기 제2 사행조정유닛은 상기 제1 사행조정유닛보다 작은 범위로 사행을 조절하는 2차 전지 생산 시스템을 제공할 수 있다.In the embodiment, an unwinding part for supplying an electrode material including a coated part and a non-coated part, a notching part for notching the non-coated part of the electrode material to form an electrode tab, and a notching part disposed before the notching part to form an electrode material A secondary battery production system including a meandering adjustment unit for adjusting a driving direction, wherein the meandering adjustment unit includes a first meandering adjustment unit and a second meandering adjustment unit disposed between the first meandering adjustment unit and the notching part. And, the second meandering adjustment unit includes a contact portion contacting the upper and lower surfaces of the electrode material, and adjusts the running direction of the electrode material by changing the position of the contact portion. It is possible to provide a secondary battery production system that controls meandering in a smaller range than the first meandering control unit.
상기 접촉부는 상하방향으로 이동하여 상기 전극소재의 상면 및 하면을 선택적으로 접촉하는 그리퍼를 포함할 수 있다.The contact unit may include a gripper that moves in a vertical direction and selectively contacts the upper and lower surfaces of the electrode material.
상기 접촉부는 상기 그리퍼가 상하 방향으로 이동가능하게 결합하는 제1 바디를 포함하고, 상기 그리퍼는, 상기 전극소재의 상면과 접촉하는 상부 그리퍼와, 상기 전극소재의 하면과 접촉하는 하부 그리퍼를 포함하고, 상기 제1 바디는 베이스와 상기 베이스에 결합하는 제1 y축 구동부와, 상기 제1 y축 구동부에 연결되어, 상기 y축 구동부를 x축으로 이동시키는 x축 구동부와. 상기 x축 구동부 및 상기 그리퍼와 연결되어 상기 그리퍼를 z축으로 이동시키는 z축 구동부를 포함할 수 있다.The contact part includes a first body to which the gripper is movably coupled in a vertical direction, and the gripper includes an upper gripper in contact with the upper surface of the electrode material and a lower gripper in contact with the lower surface of the electrode material, , The first body includes a base, a first y-axis driving unit coupled to the base, and an x-axis driving unit connected to the first y-axis driving unit and moving the y-axis driving unit in the x-axis. It may include a z-axis driver connected to the x-axis driver and the gripper to move the gripper in the z-axis.
상기 그리퍼는 y축 방향을 기준으로, 상기 전극소재의 일측에 배치되는 제1 그리퍼와, 상기 전극소재의 타측에 배치되는 제2 그리퍼를 포함하고, 상기 제1 그리퍼와 상기 제2 그리퍼가 교대로 상기 전극소재와 접촉할 수 있다.The gripper includes a first gripper disposed on one side of the electrode material and a second gripper disposed on the other side of the electrode material based on the y-axis direction, and the first gripper and the second gripper alternately It may come into contact with the electrode material.
상기 제2 사행조정유닛은 상기 제1 그리퍼가 상기 전극소재를 그립한 상태에서, x축을 기준으로 전진이동하고, 상기 제1 그리퍼가 상기 전극소재에 그립을 해제할 때, 상기 제2 그리퍼가 상기 전극소재를 그립하고 x축을 기준으로 전진이동하도록, 상기 제1 그리퍼 및 상기 제2 그리퍼의 움직임을 제어할 수 있다.The second meandering adjustment unit moves forward based on the x-axis in a state in which the first gripper grips the electrode material, and when the first gripper releases the grip on the electrode material, the second gripper moves the gripper to the electrode material. Movements of the first gripper and the second gripper may be controlled to grip the electrode material and move forward with respect to the x-axis.
상기 제2 사행조정유닛은 상기 제2 그리퍼가 x축 기준으로 전진이동할 때, 상기 제1 그리퍼는 x축 기준으로 후진이동할 수 있다.The second meandering adjustment unit may move the first gripper backward along the x-axis when the second gripper moves forward along the x-axis.
상기 그리퍼의 상하방향 스트로크는 서로 동일할 수 있다.Vertical strokes of the grippers may be identical to each other.
상기 그리퍼는 상기 제1 바디에 결합하는 제1 파트와, 상기 제1 파트에서 y축 방향으로 연장되는 제2 파트와, 상기 제2 파트에서 x축으로 연장되는 제3 파트를 포함하고, 상기 제3 파트는 상기 제3 파트에서 돌출되어 상기 전극소재의 상면 또는 하면과 접촉하는 접촉면을 포함하는 돌출부를 포함할 수 있다.The gripper includes a first part coupled to the first body, a second part extending in a y-axis direction from the first part, and a third part extending in an x-axis from the second part. The third part may include a protruding part including a contact surface protruding from the third part and contacting the upper or lower surface of the electrode material.
상기 접촉부는 전극소재의 상면 및 하면과 상시 접촉하는 롤러를 포함할 수 있다.The contact unit may include a roller that is always in contact with the upper and lower surfaces of the electrode material.
상기 접촉부는 상기 롤러가 회전 가능하게 결합하는 제2 바디를 포함하고, 상기 제2 바디는, 상기 롤러를 y축으로 이동시키는 제2 y축 구동부를 포함할 수 있다.The contact unit may include a second body to which the roller is rotatably coupled, and the second body may include a second y-axis driver to move the roller in a y-axis.
실시예에 따르면, 노칭부에 진입하는 전극의 주행 방향을 조절하여, 전극탭을 형성하는데 불량이 발생하는 것을 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.According to the embodiment, there is an advantage in that it is possible to greatly reduce the occurrence of defects in forming the electrode tab by adjusting the running direction of the electrode entering the notched portion.
실시예에 따르면, 제1 사행조정유닛으로 빠른 응답을 통해 사행을 조절함으로써, 2차 전지용 전극 생산 시스템의 고속화를 확보하고, 제2 사행조정유닛으로 제1 사행조정유닛의 빠른 응답성에 대응하여, 정밀하게 사행을 조절하는 이점이 있다.According to the embodiment, by controlling the meandering through a quick response with the first meandering adjustment unit, the high-speed of the secondary battery electrode production system is secured, and the second meandering adjustment unit is used to respond to the fast response of the first meandering adjustment unit, It has the advantage of precisely controlling meandering.
실시예에 따르면. 제2 사행조정유닛을 통해 노칭부의 바로 앞에서 정밀하게 사행을 보정할 수 있는 이점이 있다.according to the embodiment. There is an advantage in that the meandering can be precisely corrected right in front of the notching part through the second meandering adjustment unit.
도 1은 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산 시스템을 나타낸 정면도,
도 2는 도 1에서 도시한 2차 전지용 전극 생산 시스템의 간략히 도시한 평면도,
도 3은 일례에 따른 접촉부를 포함하는 제2 사행조정유닛을 도시한 사시도,
도 4는 그리퍼를 도시한 사시도,
도 5는 하부 그리퍼의 사시도,
도 6은 그리퍼가 전극소재를 그립하기 전 상태를 도시한 그리퍼와 전극소재의 개념도,
도 7은 제1 그리퍼가 전극소재를 그립한 상태를 도시한 그리퍼와 전극소재의 개념도,
도 8은 제1 그리퍼가 전극소재를 노칭부로 이동시키는 상태를 도시한 도면,
도 9 및 도 10은 제1 그리퍼와 제2 그리퍼가 교대로 전극소재를 그립하는 상태를 도시한 도면,
도 11은 제2 그리퍼가 전극소재를 노칭부로 이동시키는 상태를 도시한 도면,
도 12는 다른례에 따른 접촉부를 포함하는 제2 사행조정유닛을 도시한 사시도,
도 13은 도 12에서 도시한 제2 사행조정유닛의 롤러에 접촉하여 전극소재가 노칭부로 공급되는 상태를 도시한 개념도이다.1 is a front view showing an electrode production system for a secondary battery according to an embodiment;
2 is a schematic plan view of the secondary battery electrode production system shown in FIG. 1;
3 is a perspective view showing a second meandering adjustment unit including a contact unit according to an example;
4 is a perspective view showing a gripper;
5 is a perspective view of a lower gripper;
6 is a conceptual diagram of the gripper and the electrode material showing a state before the gripper grips the electrode material;
7 is a conceptual diagram of the gripper and the electrode material showing a state in which the first gripper grips the electrode material;
8 is a view showing a state in which the first gripper moves the electrode material to the notching part;
9 and 10 are views showing a state in which the first gripper and the second gripper alternately grip the electrode material;
11 is a view showing a state in which the second gripper moves the electrode material to the notching part;
12 is a perspective view showing a second meandering adjustment unit including a contact unit according to another example;
FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a state in which an electrode material is supplied to a notched part by contacting a roller of the second meandering adjustment unit shown in FIG. 12 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
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. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified in many different forms, and the scope of the present invention It is not limited to the examples below. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the spirit of the invention to those skilled in the art.
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. Terms used in this specification are used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the recited shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups. As used herein, the term "and/or" includes any one and all combinations of one or more of the listed items.
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.Although terms such as first and second are used in this specification to describe various members, regions, and/or regions, it is obvious that these members, components, regions, layers, and/or regions should not be limited by these terms. Do. These terms do not imply any particular order, top or bottom, or superiority or inferiority, and are used only to distinguish one element, region or region from another element, region or region. Thus, a first element, region or region described in detail below may refer to a second element, region or region without departing from the teachings of the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to drawings schematically showing embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, depending, for example, on manufacturing techniques and/or tolerances. Therefore, the embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the region shown in this specification, but should include, for example, a change in shape caused by manufacturing.
2차 전지용 전극 생산시스템은 2차 전지에 사용되는 전극(electrode)을 자동으로 연속 생산하기 위한 장치이다.The electrode production system for secondary batteries is a device for automatically and continuously producing electrodes used in secondary batteries.
도 1은 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산 시스템을 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 2차 전지용 전극 생산 시스템의 간략히 도시한 평면도이다.FIG. 1 is a front view showing a system for producing an electrode for a secondary battery according to an embodiment, and FIG. 2 is a plan view schematically illustrating the system for producing an electrode for a secondary battery shown in FIG. 1 .
이하. 도면의 x축 방향은, 전극의 이송방향이며, 도면의 y축 방향은 전극소재의 폭방향을 나타내며, 도면의 z축 방향은 2차 전지용 전극 생산 시스템의 상하방향이며, 이하, 실시예를 설명함에 있어서, '전방','후방'은 전극의 이송방향을 기준으로 하고, '상측','하측'은 상하방향을 기준으로 한다.Below. The x-axis direction of the drawing is the transport direction of the electrode, the y-axis direction of the drawing is the width direction of the electrode material, and the z-axis direction of the drawing is the vertical direction of the electrode production system for a secondary battery. Hereinafter, an embodiment will be described. In doing, 'front' and 'rear' are based on the transfer direction of the electrode, and 'upper' and 'lower' are based on the vertical direction.
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 2차 전지용 전극 생산시스템은 언와인딩부(100)와, 노칭부(200)와, 사행조정부(300)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2 , the system for producing an electrode for a secondary battery according to the embodiment may include an unwinding
언와인딩부(100)는 띠형의 금속판으로 형성되는 전극소재(S)를 연속공급한다. 입측의 언와인딩부(100)로부터 가로로 길게 이어지는 띠형의 금속판으로 형성되는 전극소재(S)가 노칭부(200)로 공급된다. The unwinding
노칭부(200)는 언와인딩부(100)의 후방에 배치되어, 전극소재(S)에 전극탭(Sb)을 형성시켜 전극(Sa)을 생성한다. 노칭부(200)는 금형이나 레이저를 통해 전극탭(Sb)을 형성시킬 수 있다.The notching
언와인딩부(100)와 노칭부(200) 사이에는 전극소재(S)의 공급속도의 변화에 대응하여 장력을 조절하는 덴서유닛(N)이 배치될 수 있다. Between the unwinding
사행조정부(300)는 노칭부(200)로 진입하는 전극소재(S)의 주행방향을 조절하는 역할을 한다. 사행조정부(300)는 제1 사행조정유닛(310)과 제2 사행조정유닛(320)을 포함할 수 있다.The meandering
제1 사행조정유닛(310)은 언와인딩부(100)와 덴서유닛(N) 사이에 배치될 수 있다. 제2 사행조정유닛(320)은 덴서유닛(N)과 노칭부(200) 사이에 배치될 수 있다.The first
전극소재(S)는 코팅부와 비코팅부로 구분될 수 있다. 코팅부는 활물질층이 위치하는 부분이고, 비코팅부는 활물질층이 없는 부분으로서, 코팅부의 일부와 비코팅부는 전극탭(Sb)으로 활용될 수 있다.The electrode material S may be divided into a coated portion and a non-coated portion. The coating portion is a portion where the active material layer is located, and the non-coating portion is a portion without the active material layer, and a portion of the coating portion and the non-coating portion may be used as the electrode tab Sb.
제2 사행조정유닛(320)의 바로 앞에 제1 센서(S1)가 배치될 수 있다. 제1 센서(S1)는 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)를 검출한다. 제1 사행조정유닛(310)은 제1 센서(S1)를 통해 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)가 기준선에 벗어나 있는 것으로 확인되면, 전극소재(S)가 사행하는 것으로 판단하여, 해당 경계(Q)가 기준선에 정렬되도록 전극소재(S)의 주행방향을 조절한다.The first sensor S1 may be disposed right in front of the second
제1 사행조정유닛(310)은 전극소재(S)를 안내하는 롤러가 배치된 테이블을 y축 방향으로 이동시켜 전극소재(S)의 주행방향을 조절할 수 있다. 따라서, 제1 사행조정유닛(310)은 큰 변위(대략적으로 1mm 내지 2mm)로 응답이 빠르게 전극소재(S)의 사행을 보정할 수 있는 이점이 있다. 여기서, 제1 사행조정유닛(310)으로서, 테이블을 y축 방향으로 이동시키는 것으로 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 피봇(Pivot) 방식으로 사행 조정을 수행하는 것도 가능하다.The first
다만, 제1 사행조정유닛(310)에서 사행이 보정된다 하더라도 제1 센서(S1)와 노칭부(200) 사이에서 전극소재(S)의 사행이 발생할 수 있다. 특히, 제1 센서(S1)와 노칭부(200) 사이의 거리가 멀수록, 전극소재(S)의 만곡도로 인하여 노칭부(200)를 기준으로 제1 사행조정유닛(310)에서 보정된 전극소재(S)의 위치의 정합성이 떨어진다. 때문에, 제1 사행조정유닛(310)에서 전극소재(S)의 사행이 보정된다 하더라도 노칭된 전극(Sa)의 치수가 불균형한 치명적인 문제가 발생한다.However, even if the meandering is corrected in the first
제2 사행조정유닛(320)은 이러한 문제를 해결하기 위해. 전극소재(S)가 노칭부(200)로 진입하기 직전에 전극소재(S)의 사행을 감지하여, 보정함으로써, 노칭부(200)를 기준으로 전극소재(S)의 위치의 정합성을 높이는 역할을 한다. 특히, 제1 사행조정유닛(310)에서는 보다 큰 범위로 사행을 조정하고, 빠른 응답성을 확보하여 빠르게 사행을 조절하였다면, 제2 사행조정유닛(320)에서는 제1 사행조정유닛(310)의 빠른 응답에 대응하여 보다 정말하게 사행을 조절하는 의미가 있다.The second
제2 사행조정유닛(320)은 제1 센서(S1)의 후방에 배치된다.The second
제2 센서(S2)는 제2 사행조정유닛(320)과 노칭부(200) 사이에 위치하여, 노칭부(200)의 바로 앞에 배치되어, 노칭부(200)로 진입하는 전극소재(S)의 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)를 검출한다.The second sensor (S2) is located between the second
제2 사행조정유닛(320)은 제2 센서(S2)로부터 전달된 전극소재(S)의 위치정보에 기초하여, 전극소재(S)의 사행을 보정한다. 이때, 제2 사행조정유닛(320)은 전극소재(S)의 상면 및 하면과 접촉하는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부의 y축 위치를 변경하여, 제1 사행조정유닛(310)보다 보다 정밀하게(대략적으로, 0.1mm 내지 0.5mm 이내로) 전극소재(S)의 사행을 보정할 수 있다.The second
전극소재(S)에 만곡도가 존재하지만, 노칭부(200)의 바로 앞에서, 제2 센서(S2)를 통해 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)를 검출하기 때문에, 만곡도에 크게 영향을 받지 않고, 노칭부(200)를 기준으로 전극소재(S)의 위치의 정합성을 확보할 수 있다.Although the electrode material (S) has a degree of curvature, it is not greatly affected by the degree of curvature because the boundary (Q) of the coated part and the non-coated part is detected through the second sensor (S2) right in front of the notching part (200). , It is possible to ensure the matching of the position of the electrode material (S) based on the notching portion (200).
도 3은 일례에 따른 접촉부(P)를 포함하는 제2 사행조정유닛(320)을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a second
도 3을 참조하면, 일례로서, 제2 사행조정유닛(320)은 접촉부(P)로서, 그리퍼(321)를 포함할 수 있다. 그리퍼(321)는 전극소재(S)의 상면 및 하면을 선택적으로 접촉하여 전극소재(S)를 노칭부(200) 측으로 이동시키는 역할을 한다.Referring to FIG. 3 , as an example, the second
이러한 제2 사행조정유닛(320)은 그리퍼(321)와 결합하는 제1 바디(322)를 포함할 수 있다. 제1 바디(322)는 그리퍼(321)를 x축, y축, z축으로 이동시킬 수 있다.The second
제1 바디(322)는 x축 구동부(322a)와, 제1 y축 구동부(322b)와, 베이스(322c)와, z축 구동부(322d)를 포함할 수 있다.The
베이스(322c)의 하측에는 제1 y축 구동부(322b)가 배치된다. 제1 y축 구동부(322b)는 베이스(322c)에 y축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치되는 스테이지와, 스테이지를 이동시키는 모터와 같은 구동유닛들이 배치될 수 있다.A first y-
제1 y축 구동부(322b)의 하측에는 x축 구동부(322a)가 배치된다. x축 구동부(322a)는 제1 y축 구동부(322b)에 x축 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된다. An
z축 구동부(322d)는 x축 구동부(322a)에 연결된다. 그리퍼(321)는 z축 구동부(322d)에 연결된다. z축 구동부(322d)는 그리퍼(321)를 상하방향으로 이동시킨다.The z-
도 4는 그리퍼(321)를 도시한 사시도이고, 도 5는 하부 그리퍼(321)의 사시도이다.FIG. 4 is a perspective view of the
도 4 및 도 5를 참조하면, 그리퍼(321)는 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)를 포함할 수 있다. 제1 그리퍼(321A)는 y축 방향을 기준으로, 전극소재(S)의 일측에 배치된다. 제2 그리퍼(321B)는 y축 방향을 기준으로 전극소재(S)의 타측에 배치된다. 이러한 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)는 교대로 전극소재(S)와 접촉하여, 전극소재(S)를 노칭부(200)로 이송시킬 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , the
이러한 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)는 각각 상부 그리퍼(U)와 하부 그리퍼(D)를 포함할 수 있다. 상부 그리퍼(U)는 전극소재(S)의 상측에 배치되어 전극소재(S)의 상면과 접촉한다. 하부 그리퍼(D)는 전극소재(S)의 하측에 배치되어 전극소재(S)의 하면과 접촉한다.The
상부 그리퍼(U) 및 하부 그리퍼(D)는 각각 z축 구동부(322d)에 상하방향으로 슬라이드 가능하게 결합한다.The upper gripper U and the lower gripper D are slidably coupled to the z-
그리퍼(321)는 제1 파트(T1)와 제2 파트(T2)와 제3 파트(T3)와 돌출부(T4)를 포함할 수 있다.The
제1 파트(T1)는 제1 바디(322)의 z축 구동부(322d)에 결합한다. 제2 파트(T2)는 제1 파트(T1)에서 y축 방향으로 수직하게 연장되어 배치될 수 있다. 제3 파트(T3)는 제2 파트(T2)에서 x축으로 연장되어 형성될 수 있다. The first part T1 is coupled to the z-
돌출부(T4)는 제3 파트(T3)에서 돌출되어 전극소재(S)의 상면 또는 하면과 접촉하는 접촉면을 포함할 수 있다. 상부 그리퍼(U)의 경우, 돌출부(T4)는 제3 파트(T3)의 하면에서 돌출될 수 있다. 하부 그리퍼(D)의 경우, 돌출부(T4)는 제3 파트(T3)의 상면에서 돌출될 수 있다.The protruding portion T4 may include a contact surface protruding from the third part T3 and contacting the upper or lower surface of the electrode material S. In the case of the upper gripper U, the protruding portion T4 may protrude from the lower surface of the third part T3. In the case of the lower gripper D, the protruding portion T4 may protrude from the upper surface of the third part T3.
z축 구동부(322d)에 의해 상부 그리퍼(U)가 하향이동하고, 하부 그리퍼(D)가 상향이동하여, 상부 그리퍼(U)의 돌출부(T4)와 하부 그리퍼(D)의 돌출부(T4)가 각각 전극소재(S)를 그립한다. 그리퍼(321)가 전극소재(S)를 그립한 상태에서, x축 구동부(322a)에 의해 노칭부(200) 측으로 이동하면, 전극소재(S)가 노칭부(200)로 안내된다.The upper gripper (U) moves downward and the lower gripper (D) moves upward by the z-axis driving unit (322d), so that the protruding part (T4) of the upper gripper (U) and the protruding part (T4) of the lower gripper (D) are Each electrode material (S) is gripped. When the
한편, 그리퍼(321)가 전극소재(S)를 그립한 상태에서, 그리퍼(321)는 제1 y축 구동부(322b)에 의해 y축 위치가 변경되기 때문에 노칭부(200)로 진입하는 전극소재(S)에 사행이 발생한 경우, 이를 즉시 보정할 수 있다.On the other hand, in a state where the
도 6은 그리퍼(321)가 전극소재(S)를 그립하기 전 상태를 도시한 그리퍼(321)와 전극소재(S)의 개념도이다.6 is a conceptual diagram of the
도 6을 참조하면, x축 방향을 기준으로, 제2 그리퍼(321B)는 제1 그리퍼(321A)보다 전방에 배치될 수 있다. 이하, 도면에서 x축 방향을 기준으로, 제1 그리퍼(321A)의 위치를 제1 지점(L1)이라 하고, 제2 그리퍼(321B)의 위치를 제2 지점(L2)이라 하고, 제1 그리퍼(321A) 및 제2 그리퍼(321B)의 최전방 위치를 제3 지점(L3)이라 한다.Referring to FIG. 6 , the
제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)는 상하방향으로 동일한 스트로크를 갖도록 배치될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 않으며, 상하방향을 기준으로, 제1 그리퍼(321A)의 스트로크와 제2 그리퍼(321B)의 스트로크가 상이할 수 있다.The
도 7은 제1 그리퍼(321A)가 전극소재(S)를 그립한 상태를 도시한 그리퍼(321)와 전극소재(S)의 개념도이고, 도 8은 제1 그리퍼(321A)가 전극소재(S)를 노칭부(200)로 이동시키는 상태를 도시한 도면이다.7 is a conceptual diagram of the
도 7을 참조하면, z축 구동부(322d)가 작동하면, 제1 그리퍼(321A)의 상부 그리퍼(U)가 하향이동하고 하부 그리퍼(D)가 상향이동하여 제1 그리퍼(321A)가 전극소재(S)를 그립한다. 제2 센서(S2)에서 검출한 전극소재(S)의 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)의 위치에 기초하여, 노칭부(200)를 기준으로 사행이 발생하지 않도록 제1 y축 구동부(322b)는 그리퍼(321)의 y축 위치를 조절하여, 전극소재(S)의 위치의 정합성을 확보한다.Referring to FIG. 7 , when the z-
도 8을 참조하면, x축 구동부(322a)가 작동하면, 제1 그리퍼(321A)는 전극소재(S)를 그립한 상태로 전진이동하여 전극소재(S)를 노칭부(200)의 바로 앞인 제3 지점(L3)까지 안내한다. 이때, 제2 그리퍼(321B)는 x축 구동부(322a)에 의해 제1 지점(L1)까지 후진이동할 수 있다.Referring to FIG. 8, when the
도 9 및 도 10은 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)가 교대로 전극소재(S)를 그립하는 상태를 도시한 도면이다.9 and 10 are views showing a state in which the
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 지점(L1)에서, z축 구동부(322d)가 작동하면, 제2 그리퍼(321B)의 상부 그리퍼(U)가 하향이동하고 하부 그리퍼(D)가 상향이동하여 제2 그리퍼(321B)가 전극소재(S)를 그립한다. 그리고 동시에 제3 지점(L3)에서 제1 그리퍼(321A)의 상부 그리퍼(U)가 상향이동하고 하부 그리퍼(D)가 하향이동하여 제1 그리퍼(321A)가 전극소재(S)에 대한 그립을 해제한다.9 and 10, when the z-
도 11은 제2 그리퍼(321B)가 전극소재(S)를 노칭부(200)로 이동시키는 상태를 도시한 도면이다.11 is a view showing a state in which the
도 11에서 도시한 바와 같이, x축 구동부(322a)가 작동하면, 제2 그리퍼(321B)는 전극소재(S)를 그립한 상태로 전진이동하여 전극소재(S)를 노칭부(200)의 바로 앞인 제3 지점(L3)까지 안내한다. 이때, 제1 그리퍼(321A)는 x축 구동부(322a)에 의해 다시 제1 지점(L1)까지 후진이동하여, 제1 지점(L1)에서 전극소재(S)를 그립하기 위해 대기할 수 있다.As shown in FIG. 11, when the
이와 같이, 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)가 교대로 전극소재(S)를 그립한 상태에서 전극소재(S)를 노칭부(200)로 안내한다. 이때, y축 방향을 기준으로 제1 그리퍼(321A)와 제2 그리퍼(321B)의 전극소재(S)에 대한 그립위치가 조절되기 때문에 제1 사행조정유닛(310) 보다 정밀하게 사행을 보정할 수 있다.In this way, the
도 12는 다른례에 따른 접촉부(P)를 포함하는 제2 사행조정유닛(400)을 도시한 사시도이고, 도 13은 도 12에서 도시한 제2 사행조정유닛(400)의 롤러(410)에 접촉하여 전극소재(S)가 노칭부(200)로 공급되는 상태를 도시한 개념도이다.12 is a perspective view showing a second
도 12 및 도 13을 참조하면, 다른례에 따른 제2 사행조정유닛(400)으로서, 접촉부는 전극소재(S)의 상면 및 하면과 상시 접촉하는 롤러(410)일 수 있다. Referring to Figures 12 and 13, as the second
롤러(410)는 상부롤러(411)와 하부롤러(412)를 포함할 수 있다. 상부롤러(411)는 전극소재(S)의 상측에 배치되어 전극소재(S)의 상면과 상시 접촉한다. 하부롤러(412)는 전극소재(S)의 하측에 배치되어 전극소재(S)의 하면과 상시 접촉한다.The
제2 사행조정유닛(400)은 이러한 롤러(410)가 회전 가능하게 결합하는 제2 바디(420)를 포함할 수 있다. 또한. 제2 사행조정유닛(400)은 제2 바디(420)를 y축으로 이동시키는 제2 y축 구동부(430)를 포함할 수 있다. 제2 센서(S2)에서 검출한 전극소재(S)의 코팅부와 비코팅부의 경계(Q)의 위치에 기초하여, 노칭부(200)를 기준으로 사행이 발생하지 않도록 제2 y축 구동부(430)는 제2 바디(420)의 y축 위치를 조절하여, 전극소재(S)의 위치의 정합성을 확보한다.The second
이러한 제2 사행조정유닛(400)은 롤러(410)가 전극소재(S)의 상면과 하면을 모두 접촉한 상태에서 롤러(410)의 y축 위치가 변경되기 때문에 제1 사행조정유닛(310) 보다 정밀하게 사행을 보정할 수 있다.In the second
제2 사행조정유닛(400)에 대해서, 그립방식과 롤러방식을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 피봇방식으로 전극소재의 상면 및 하면과 접촉하는 방식으로도 실시될 수 있다.Regarding the second
이상, 본 발명의 2차 전지용 전극 생산 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.In the above, specific embodiments of the secondary battery electrode production system of the present invention have been described, but it is obvious that various modifications are possible within the limits that do not deviate from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should not be defined, and should be defined by not only the claims to be described later, but also those equivalent to these claims.
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 해석되어 한다.That is, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 언와인딩부
200: 노칭부
300: 사행조정부
310: 제1 사행조정유닛
320,400: 제2 사행조정유닛
321: 그리퍼
321A: 제1 그리퍼
321B: 제2 그리퍼
U: 상부 그리퍼
D: 하부 그리퍼
322: 제1 바디
322a: x축 구동부
322b: 제1 y축 구동부
322c: 베이스
322d: z축 구동부
410: 롤러
420: 제2 바디
430: 제2 y축 구동부100: unwinding unit
200: notching part
300: meandering adjustment department
310: first meandering adjustment unit
320,400: second meandering adjustment unit
321: gripper
321A: first gripper
321B: second gripper
U: upper gripper
D: lower gripper
322: first body
322a: x-axis drive unit
322b: first y-axis driving unit
322c: base
322d: z-axis drive unit
410: roller
420: second body
430: second y-axis drive unit
Claims (10)
상기 사행조정부는, 제1 사행조정유닛과, 상기 제1 사행조정유닛과 상기 노칭부 사이에 배치되는 제2 사행조정유닛을 포함하고,
상기 제2 사행조정유닛은 상기 전극소재의 상면 및 하면과 접촉하는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부의 위치를 변경하여, 상기 전극소재의 주행 방향을 조절하되,
상기 제2 사행조정유닛은 상기 제1 사행조정유닛보다 작은 범위로 사행을 조절하는 2차 전지 생산 시스템.An unwinding part for supplying an electrode material including a coated part and an uncoated part, a notching part for notching the non-coated part of the electrode material to form an electrode tab, and a notching part disposed before the notching part to control the traveling direction of the electrode material As a secondary battery production system comprising a meandering adjustment unit to do,
The meandering adjustment unit includes a first meandering adjustment unit and a second meandering adjustment unit disposed between the first meandering adjustment unit and the notching part,
The second meandering adjustment unit includes a contact portion contacting the upper and lower surfaces of the electrode material, and adjusts the running direction of the electrode material by changing the position of the contact portion,
The second meandering adjustment unit controls the meandering to a smaller range than the first meandering adjustment unit.
상기 접촉부는 상하방향으로 이동하여 상기 전극소재의 상면 및 하면을 선택적으로 접촉하는 그리퍼를 포함하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 1,
The secondary battery production system comprising a gripper for selectively contacting the upper and lower surfaces of the electrode material by moving the contact part in a vertical direction.
상기 접촉부는 상기 그리퍼가 상하 방향으로 이동가능하게 결합하는 제1 바디를 포함하고,
상기 그리퍼는, 상기 전극소재의 상면과 접촉하는 상부 그리퍼와, 상기 전극소재의 하면과 접촉하는 하부 그리퍼를 포함하고,
상기 제1 바디는 베이스와 상기 베이스에 결합하는 제1 y축 구동부와, 상기 제1 y축 구동부에 연결되어, 상기 y축 구동부를 x축으로 이동시키는 x축 구동부와. 상기 x축 구동부 및 상기 그리퍼와 연결되어 상기 그리퍼를 z축으로 이동시키는 z축 구동부를 포함하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 2,
The contact part includes a first body to which the gripper is movably coupled in a vertical direction,
The gripper includes an upper gripper in contact with the upper surface of the electrode material and a lower gripper in contact with the lower surface of the electrode material,
The first body includes a base, a first y-axis driving unit coupled to the base, and an x-axis driving unit connected to the first y-axis driving unit and moving the y-axis driving unit in the x-axis. A secondary battery production system comprising a z-axis driver connected to the x-axis driver and the gripper to move the gripper in a z-axis.
상기 그리퍼는 y축 방향을 기준으로, 상기 전극소재의 일측에 배치되는 제1 그리퍼와, 상기 전극소재의 타측에 배치되는 제2 그리퍼를 포함하고,
상기 제1 그리퍼와 상기 제2 그리퍼가 교대로 상기 전극소재와 접촉하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 3,
The gripper includes a first gripper disposed on one side of the electrode material and a second gripper disposed on the other side of the electrode material based on the y-axis direction,
A secondary battery production system in which the first gripper and the second gripper alternately contact the electrode material.
상기 제2 사행조정유닛은 상기 제1 그리퍼가 상기 전극소재를 그립한 상태에서, x축을 기준으로 전진이동하고, 상기 제1 그리퍼가 상기 전극소재에 대한 그립을 해제할 때, 상기 제2 그리퍼가 상기 전극소재를 그립하고 x축을 기준으로 전진이동하도록, 상기 제1 그리퍼 및 상기 제2 그리퍼의 움직임을 제어하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 4,
The second meandering adjustment unit moves forward based on the x-axis in a state in which the first gripper grips the electrode material, and when the first gripper releases the grip on the electrode material, the second gripper A secondary battery production system for controlling the movements of the first gripper and the second gripper so as to grip the electrode material and move forward based on the x-axis.
상기 제2 사행조정유닛은 상기 제2 그리퍼가 x축 기준으로 전진이동할 때, 상기 제1 그리퍼는 x축 기준으로 후진이동하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 5,
The secondary battery production system of claim 1 , wherein the second meandering adjustment unit moves backward when the second gripper moves forward along the x-axis, and the first gripper moves backward along the x-axis.
상기 그리퍼의 상하방향 스트로크는 서로 동일한 2차 전지 생산 시스템.According to claim 6,
The secondary battery production system wherein the vertical strokes of the gripper are identical to each other.
상기 그리퍼는 상기 제1 바디에 결합하는 제1 파트와, 상기 제1 파트에서 y축 방향으로 연장되는 제2 파트와, 상기 제2 파트에서 x축으로 연장되는 제3 파트를 포함하고,
상기 제3 파트는 상기 제3 파트에서 돌출되어 상기 전극소재의 상면 또는 하면과 접촉하는 접촉면을 포함하는 돌출부를 포함하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 1,
The gripper includes a first part coupled to the first body, a second part extending in a y-axis direction from the first part, and a third part extending in an x-axis from the second part;
The third part includes a protrusion protruding from the third part and including a contact surface contacting the upper or lower surface of the electrode material.
상기 접촉부는 전극소재의 상면 및 하면과 상시 접촉하는 롤러를 포함하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 8,
The contact part is a secondary battery production system including a roller that is always in contact with the upper and lower surfaces of the electrode material.
상기 접촉부는 상기 롤러가 회전 가능하게 결합하는 제2 바디를 포함하고,
상기 제2 바디는, 상기 롤러를 y축으로 이동시키는 제2 y축 구동부를 포함하는 2차 전지 생산 시스템.According to claim 1,
The contact part includes a second body to which the roller is rotatably coupled,
The second body includes a second y-axis driver for moving the roller in a y-axis.
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