KR20230034663A

KR20230034663A - 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법

Info

Publication number: KR20230034663A
Application number: KR1020210117702A
Authority: KR
Inventors: 박윤호; 노교련
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-09-03
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2023-03-10
Also published as: JP2024524136A; EP4376136A1; CN117529838A; WO2023033446A1

Abstract

본 발명의 일 실시예는 단위 셀의 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 비전부; 및 비전부에서 측정된 측정 값에 기초하여, 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하고, 연산된 위치 보정 값에 기초하여 적층체 이송부로 공급되는 중앙 전극의 위치, 적층체 이송부로 공급되는 상부 전극의 위치, 적층체 이송부로 공급되는 하부 전극의 위치 및 적층체 커팅부의 커팅 위치 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 를 포함하는, 단위 셀 제조 장치를 제공한다.

Description

단위 셀 제조 장치 및 제조 방법 {UNIT CELL MANUFACTURING APPARATUS AND MANUFACTURING METHODE}

본 개시는 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치가 보정된 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라, 재충전이 가능한 이차 전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차 전지는 기존의 가솔린 차량이나 디젤 차량의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 에너지원으로서 또한 주목받고 있다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류된다. 일반적으로, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 복수의 단위 셀들을 적층한 스택형, 및 단위 셀들을 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 분류된다.

스택형 전극 조립체의 단위 셀은 중앙 전극, 중앙 전극의 상면에 배치되는 상부 분리막, 중앙 전극의 하면에 배치되는 하부 분리막, 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 커팅함으로써 제조할 수 있다. 이 때, 단위 셀에서 중앙전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 간의 정렬을 개선할 필요가 있다.

한국 공개특허 제10-2021-0058170호

본 개시의 목적 중 하나는 단위 셀의 정렬을 개선할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 개시의 목적 중 다른 하나는 자동 보정이 가능한 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 예시적인 수단으로서 중앙 전극과 상부 전극과 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 및/또는 상부 분리막과 하부 분리막을 커팅하는 적층체 커팅부의 커팅 위치를 보정할 수 있다.

예컨대, 본 발명의 일 실시예는 중앙 전극, 상기 중앙 전극의 일면 상에 배치되는 상부 분리막, 상기 중앙 전극의 타면 상에 배치되는 하부 분리막, 상기 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 상기 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 이송하는 적층체 이송부; 상기 적층체 이송부로 상기 중앙 전극을 공급하는 중앙 전극 이송부; 상기 적층체 이송부로 상기 상부 전극을 공급하는 상부 전극 이송부; 상기 적층체 이송부로 상기 하부 전극을 공급하는 하부 전극 이송부; 상기 적층체의 상부 분리막 및 하부 분리막을 커팅하여 단위 셀을 형성하는 적층체 커팅부; 상기 단위 셀의 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 비전부; 및 상기 비전부에서 측정된 상기 측정 값에 기초하여, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하고, 연산된 상기 위치 보정 값에 기초하여 상기 적층체 이송부로 공급되는 중앙 전극의 위치, 상기 적층체 이송부로 공급되는 상부 전극의 위치, 상기 적층체 이송부로 공급되는 하부 전극의 위치 및 상기 적층체 커팅부의 커팅 위치 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 를 포함하는, 단위 셀 제조 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 실시예는 중앙 전극, 상기 중앙 전극의 일면 상에 배치되는 상부 분리막, 상기 중앙 전극의 타면 상에 배치되는 하부 분리막, 상기 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 상기 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체의 상부 분리막 및 하부 분리막을 커팅하여 단위 셀을 형성하는 단계; 단위 셀의 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 단계; 상기 측정 값에 기초하여, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 위치 보정 값에 기초하여, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 중앙 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 상부 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 하부 전극의 위치 및 상기 단위 셀을 형성하는 단계에서 상기 적층체의 커팅되는 위치 중 적어도 하나를 보정하는 단계; 를 포함하는, 단위 셀 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 일 효과로서 단위 셀의 정렬을 개선할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 다른 일 효과로서 자동 보정이 가능한 단위 셀 제조 장치 및 제조 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 사시도다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단위 셀의 사시도다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단위 셀에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단위 셀에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공정 능력 지수(Ppk) 향상을 나타내는 그래프다.
도 8은 본 발명에 따른 불량률 감소를 나타내는 그래프다.
도 9는 본 발명에 따른 작업자의 수동 보정 횟수 감소를 나타내는 그래프다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에는 설명의 편의를 위해 각 구성 중 전부 또는 일부가 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명이 첨부된 도면이나 본 명세서에서 설명된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양한 형태로 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도다.

본 명세서에서 길이 방향(L), 폭 방향(W) 및 두께 방향(T) 각각은 전극(11, 12, 13), 적층체(20) 및 단위 셀(30) 각각의 이송 방향을 기준으로 한다. 구체적으로, 전극(11, 12, 13), 적층체(20) 및 단위 셀(30) 각각의 이송 방향을 길이 방향(L), 길이 방향(L)과 평면 상에서 수직한 방향을 폭 방향(W), 길이 방향(L) 및 폭 방향(W)과 수직한 방향을 두께 방향(T)이라 지칭한다. 평면은 달리 설명되지 않는 한 길이 방향(L) 및 폭 방향(W)이 이루는 평면을 의미한다. 또한, 어떠한 구성의 양 측부는 길이 방향(L)으로 마주하는 일 측부 및 타 측부를 의미하며, 어떠한 구성의 양 단부는 폭 방향(W)으로 마주하는 일 단부 및 타 단부를 의미한다.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 중앙 전극(11)을 이송하는 중앙 전극 이송부(111), 중앙 전극(11)을 커팅하는 중앙 전극 커팅부(112), 상부 전극(12)을 이송하는 상부 전극 이송부(121), 상부 전극(12)을 커팅하는 상부 전극 커팅부(122), 하부 전극(13)을 이송하는 하부 전극 이송부(131), 하부 전극(13)을 커팅하는 하부 전극 커팅부(132), 커팅된 중앙 전극(11), 커팅된 상부 전극(12), 커팅된 하부 전극(13), 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15)을 포함하는 적층체(20)를 이송하는 적층체 이송부(211), 적층체(20)를 커팅하여 단위 셀(30)을 형성하는 적층체 커팅부(212), 적층체(20)를 가열 및 가압하는 라미네이션부(213), 단위 셀(30)을 이송하는 단위 셀 이송부(311), 단위 셀(30)을 측정하는 비전부(312) 및 비전부(312)에서 측정된 측정 값에 기초하여 단위 셀(30)의 정렬을 개선하는 제어부(313)를 포함할 수 있다.

중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각은 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각을 이송하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, 중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각은 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각을 이송하여 적층체 이송부(211)로 공급할 수 있다. 중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각은 컨베이어벨트일 수 있으며, 전극이 커팅된 이후에는 커팅된 복수의 전극을 서로 일정한 간격으로 이격시켜 이송할 수 있다.

중앙 전극 커팅부(112), 상부 전극 커팅부(122) 및 하부 전극 커팅부(132) 각각은 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각을 커팅하는 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 중앙 전극 커팅부(112), 상부 전극 커팅부(122) 및 하부 전극 커팅부(132) 각각은 블레이드(blade), 휠(wheel), 레이저 등의 커팅 수단을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 명세서에서 전극 시트 및 전극 시트가 커팅되어 형성된 개별 전극은 용어를 서로 구별하지 않고 모두 전극(11, 12, 13)으로 지칭하기로 한다.

적층체(20)는 중앙 전극(11), 중앙 전극(11)의 일면 상에 배치되는 상부 분리막(14), 중앙 전극(11)의 타면 상에 배치되는 하부 분리막(15), 상부 분리막(14) 상에 배치되는 상부 전극(12) 및 하부 분리막(15) 상에 배치되는 하부 전극(13)을 포함한다. 즉, 적층체(20)는 중앙 전극(11)의 일면 상에 상부 분리막(14)과 상부 전극(12)이 순서대로 적층되고 타면 상에 하부 분리막(15)과 하부 전극(13)이 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 달리 말해서, 적층체(20)는 하부 전극(13), 하부 분리막(15), 중앙 전극(11), 상부 분리막(14) 및 상부 전극(12)이 하측부터 순서대로 적층된 구조를 갖는다.

적층체 이송부(211)는 적층체(20)를 이송하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, 적층체 이송부(211)는 중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각으로부터 공급된 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13)을 이송하여 단위 셀 이송부(311) 등의 후속 유닛으로 공급할 수 있다. 적층체 이송부(211) 역시 컨베이어벨트일 수 있다.

적층체 커팅부(212)는 적층체(20)를 커팅하여 단위 셀(30)를 형성한다. 이를 위해, 적층체 커팅부(212) 역시 블레이드(blade), 휠(wheel), 레이저 등의 커팅 수단을 포함할 수 있다

라미네이션부(213)는 적층체(20)를 가열 및/또는 가압하여 고정시키는 역할을 수행할 수 있다. 라미네이션부(213)는 라미네이션 롤러 및 라미네이션 히터 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 적층체(20)는 라미네이션 롤러를 통과하여 가열 및/또는 가압되고, 그 후 라미네이션 히터를 통과하여 가열될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

단위 셀 이송부(311)는 단위 셀(30)을 이송하는 역할을 수행할 수 있다. 단위 셀 이송부(311) 역시 컨베이어벨트일 수 있으며, 복수의 단위 셀(30)을 서로 일정한 간격으로 이격시켜 이송할 수 있다.

비전부(312)는 단위 셀(30)을 측정한다. 구체적으로, 비전부(312)는 단위 셀(30)의 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정할 수 있다. 달리 말해서, 비전부(312)가 측정하는 단위 셀(30)의 측정 값은 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함한다. 이를 통해 단위 셀(30)의 각 구성 간의 정렬 상태를 측정할 수 있다.

비전부(312)는 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값을 측정할 수 있다. 즉, 비전부(312)는 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값인 복수의 단위 셀(30) 각각의 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 값을 측정할 수 있다.

비전부(312)는 단위 셀(30)의 상부 전극(12) 상에 배치되는 상부 비전부(312T) 및 단위 셀(30)의 하부 전극(13) 상에 배치되는 하부 비전부(312B) 중 적어도 하나를 포함한다. 바람직하게는, 비전부(313)는 단위 셀(30)의 상부 전극(12) 상에 배치되는 상부 비전부(312T) 및 단위 셀(30)의 하부 전극(13) 상에 배치되는 하부 비전부(312B)를 모두 포함한다.

상부 비전부(312T)는 중앙 전극(11), 상부 분리막(14) 및 상부 전극(12)을 측정한다. 또한, 하부 비전부(312B)는 중앙 전극(11), 하부 분리막(15) 및 하부 전극(13)을 측정한다. 상부 비전부(312T) 및 하부 비전부(312B) 각각이 측정하는 구체적인 측정 값에 대해서는 도 4 내지 도 6에 대한 설명에서 상술하기로 한다.

제어부(313)는 비전부(312)에서 측정된 측정 값에 기초하여 단위 셀(30)의 정렬을 개선한다. 구체적으로, 제어부(313)는 비전부(312)에서 측정된 측정 값에 기초하여 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산할 수 있다. 바람직하게는, 제어부(313)는 비전부(312)에서 측정된 측정 값에 기초하여 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 위치 보정 값을 연산한다. 이 때, 위치 보정 값은 보정 방향 및 보정 거리 중 적어도 하나를 포함하는 의미이다. 또한, 제어부(313)는 연산된 위치 보정 값에 기초하여 적층체 이송부(211)로 공급되는 중앙 전극(11)의 위치, 적층체 이송부(211)로 공급되는 상부 전극(12)의 위치, 적층체 이송부(211)로 공급되는 하부 전극(13)의 위치 및 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치 중 적어도 하나를 보정할 수 있다. 이 때, 제어부(313)는 연산된 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 보정 값에 기초하여 시스템을 통해 자동으로 보정을 수행할 수 있으며, 이러한 관점에서 제어부(313)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 비전부(312)는 복수의 단위 셀(30)의 측정 값을 측정할 수 있으며, 이 때 제어부(313)는 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값의 평균 값에 기초하여 위치 보정 값을 연산할 수 있다. 이를 통해, 제어부(313)는 복수의 단위 셀(30)의 정렬 불량의 추세(trend)에 기초하여 위치 보정 값을 연산할 수 있다.

이 때, 제어부(313)에서 위치 보정 값의 연산에 사용되는 복수의 단위 셀(30)의 개수, 보정이 시작되는 위치 보정 값, 위치 보정 값에 대한 실제 위치 보정 값의 백분율, 위치 보정 값을 PLC로 전송하는 제1 PLC 전송 주기와 제2 PLC 전송 주기 및 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 중 적어도 하나를 설정할 수 있다. 여기서, 제2 PLC 전송 주기는 단위 셀의 종류가 교체된 직후에 적용되는 주기이고, 제1 PLC 전송 주기는 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 동안 적용된 이후에 적용되는 주기이다.

예컨대, 위치 보정 값의 연산에 사용되는 복수의 단위 셀(30)의 개수를 20개로 설정하는 경우, 제어부(313)는 20개의 단위 셀(30)의 측정 값의 평균 값에 기초하여 위치 보정 값을 연산할 수 있다.

보정이 시작되는 위치 보정 값은 과다한 보정을 방지하기 위한 것이다. 예컨대, 보정이 시작되는 위치 보정 값을 1mm로 설정하는 경우, 연산된 위치 보정 값이 1mm 이상인 경우에만 위치 보정을 수행한다. 따라서, 연산된 위치 보정 값이 1mm 미만인 경우, 제어부(313)는 위치 보정을 수행하지 않는다.

위치 보정 값에 대한 실제 위치 보정 값의 백분율 역시 과다한 보정을 방지하기 위한 것이다. 예컨대, 위치 보정 값에 대한 실제 위치 보정 값의 백분율을 70%로 설정하는 경우, 연산된 위치 보정 값의 70%에 해당되는 값만큼 실제 위치 보정을 수행한다.

제1 PLC 전송 주기는 시스템 지연을 방지하기 위한 것이다. 비전부(312)는 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값을 연속적으로 측정할 수 있으며, 제어부(313)는 연속적으로 측정된 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값에 따라 실시간으로 위치 보정 값을 연산하고 보정을 수행할 수 있으나, 이는 효율성 측면에서 바람직하지 않을 수 있다. 따라서, 제1 PLC 전송 주기를 설정하고 설정된 주기마다 연산 된 위치 보정 값을 PLC로 전송하여 PLC로 전송된 위치 보정 값에 따라 보정을 수행하도록 할 수 있다. 이 때, 제1 PLC 전송 주기는 복수의 단위 셀(30)의 개수를 기준으로 할 수 있다. 예컨대, 제1 PLC 전송 주기가 30개인 경우, 단위 셀(30) 30개를 기준으로 위치 보정 값을 PLC로 전송할 수 있다. 만일, 위치 보정 값의 연산에 사용되는 복수의 단위 셀(30)의 개수가 20개이고, 제1 PLC 전송 주기가 30개인 경우, 제어부(313)는 1번째 단위 셀(30)부터 20번째 단위 셀(30)까지의 측정 값의 평균 값에 기초하여 연산된 위치 보정 값을 1차로 PLC로 전송하고, 31번째 단위 셀(30)부터 50번째 단위 셀(30)까지의 측정 값의 평균 값에 기초하여 연산된 위치 보정 값을 2차로 PLC로 전송할 수 있을 것이다. 다만, 제1 PLC 전송 주기는 시간을 기준으로 설정할 수도 있다. 또한, 제1 PLC 전송 주기 대신 위치 보정 값을 업데이트 하는 주기를 설정하여 유사한 효과를 얻을 수도 있을 것이다.

제2 PLC 전송 주기는 상대적으로 단위 셀(30)의 정렬 불량률이 높은 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 단축된 위치 보정 값의 PLC 전송 주기를 적용하여, 보정의 기초가 되는 위치 보정 값의 전송 빈도를 높이기 위한 것이다. 이와 같은 관점에서, 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 위치 보정 값을 전송하는 제2 PLC 전송 주기는 전술한 제1 PLC 전송 주기와 상이할 수 있으며, 구체적으로 제1 PLC 전송 주기보다 짧을 수 있다. 다만, 설계에 따라 제2 PLC 전송 주기는 제1 PLC 전송 주기와 동일하거나 제1 PLC 전송 주기보다 길게 설정할 수도 있을 것이다. 제2 PLC 전송 주기 역시 복수의 단위 셀(30)의 개수를 기준으로 할 수 있으나, 시간을 기준으로 설정할 수도 있을 것이다. 또한, 제2 PLC 전송 주기 대신 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 위치 보정 값을 업데이트 하는 주기를 설정하여 유사한 효과를 얻을 수도 있을 것이다.

제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기는 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기이다. 따라서, 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 동안은 제2 PLC 전송 주기를 적용하며, 단위 셀(30)의 종류가 교체된 직후 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기가 경과한 후에는 제1 PLC 전송 주기를 적용한다. 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 역시 복수의 단위 셀(30)의 개수를 기준으로 할 수 있으나, 시간을 기준으로 설정할 수도 있을 것이다.

또한, 제어부(313)는 복수의 단위 셀(30) 각각의 측정 값의 평균 값에 기초하여 위치 보정 값을 연산할 때, n번째 단위 셀(30)의 측정 값 중 기준 범위 외의 측정 값 및 n-1번째 단위 셀(30)의 측정 값과 기준 값 이상의 차이를 갖는 측정 값 중 적어도 하나를 연산의 기초가 되는 측정 값에서 제외시킬 수 있다. 비전부(312)의 측정 오류에 따라 측정 값에는 오 측정 값이 포함되어 있을 수 있으며, 이를 연산의 기초가 되는 측정 값에 포함시키는 경우 위치 보정 값에 오류가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(313)는 n번째 단위 셀(30)의 측정 값 중 기준 범위 외의 측정 값을 연산의 기초가 되는 측정 값을 제외시킬 수 있으며, 예컨대 상한 범위 이상의 측정 값 및 하한 범위 이하의 측정 값을 연산의 기초가 되는 측정 값에서 제외시킬 수 있다. 또한, 제어부(313)는 n-1번째 단위 셀(30)의 측정 값과 기준 값 이상의 차이를 갖는 측정 값을 연산의 기초가 되는 측정 값을 제외시킬 수 있으며, 예컨대 n-1번째 단위 셀(30)의 측정 값보다 기준 값 이상 크거나 기준 값 이상 작은 측정 값을 연산의 기초가 되는 측정 값을 제외시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 제어부(313)는 비전부(312)에서 측정된 측정 값에 기초하여 중앙 전극(11), 상부 분리막(14), 하부 분리막(15), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산할 수 있다. 또한, 제어부(313)는 연산된 위치 보정 값에 기초하여, 적층체 이송부(211)로 공급되는 중앙 전극(11)의 위치, 적층체 이송부(211)로 공급되는 상부 전극(12)의 위치, 적층체 이송부(211)로 공급되는 하부 전극(13)의 위치 및 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치 중 적어도 하나를 보정할 수 있다.

제어부(313)는 중앙 전극(11)의 위치를 폭 방향(W)으로 보정할 수 있다. 또한, 제어부(313)는 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 위치를 길이 방향(L) 및 폭 방향(W)으로 보정할 수 있다.

제어부(313)는 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 단부의 위치를 측정하는 EPC(Edge Position Control) 센서의 위치를 조정하여, 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 위치를 폭 방향(W)으로 보정하는 것일 수 있다. 구체적으로, 중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각은 전극(11, 12, 13)의 적어도 일 단부의 위치를 측정하는 EPC(Edge Position Control) 센서 및 EPC 센서로 측정된 값에 따라 전극(11, 12, 13)의 폭 방향(W)으로의 위치를 조정하는 EPC 롤러를 포함할 수 있으며, 제어부(313)는 중앙 전극 이송부(111), 상부 전극 이송부(121) 및 하부 전극 이송부(131) 각각에 포함된 EPC 센서의 위치를 조정할 수 있다. 이 때, EPC 센서는 전극(11, 12, 13)이 커팅부(112, 122, 132)로 커팅되기 전에 배치되며, 따라서 제어부(313)에 의해 폭 방향(W)으로의 위치가 보정되는 중앙 전극(11), 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각은 중앙 전극 커팅부(112), 상부 전극 커팅부(122) 및 하부 전극 커팅부(132) 각각으로 커팅되기 전 전극 시트이다.

또한, 제어부(313)는 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 적층체 이송부(211)로 공급되는 속도를 조정하여, 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각의 위치를 길이 방향(L)으로 보정하는 것일 수 있다. 이 때, 제어부(313)에 의해 길이 방향(L)으로의 위치가 보정되는 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각은 상부 전극 커팅부(122) 및 하부 전극 커팅부(132) 각각으로 커팅된 개별 전극이다.

적층체 커팅부(212)의 커팅 위치 보정은 제어부(313)에서 연산된 위치 보정 값에 기초하여 제어부(313) 내 시스템을 통한 자동 보정에 의해 수행될 수도 있으며, 작업자가 연산된 위치 보정 값만큼 보정된 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치를 제어부(313)에 직접 입력함으로써 수동 보정에 의해 수행될 수도 있다.

제어부(313)는 알람 기능을 가질 수도 있다. 예컨대, 제어부(313)는 자동 보정을 수행하기 어려운 불량인 중앙 전극(11)의 회전(rotation)에 따른 배치 각도 불량, 상부 전극(12)의 회전에 따른 배치 각도 불량, 하부 전극(13)의 회전에 따른 배치 각도 불량, 중앙 전극(11)의 커팅 불량, 상부 전극(12)의 커팅 불량, 하부 전극(13)의 커팅 불량, 분리막(14, 15)의 커팅 각도 불량 등을 판단하고, 이들 불량이 발생 시 알람이 울리도록 할 수 있다. 따라서, 작업자가 알람을 듣고 자동 보정이 어려운 항목들에 대하여 수동 보정을 실시하도록 할 수 있다. 이를 위해, 비전부(312)는 불량 판단에 필요한 값들을 측정 값으로 더 측정할 수도 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 사시도다.

도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단위 셀의 사시도다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 단위 셀(30)은 탭(11T)을 갖는 중앙 전극(11), 중앙 전극(11)의 상면 상에 배치된 상부 분리막(14), 상부 분리막(14)의 상면 상에 배치되며 탭(12T)을 갖는 상부 전극(12), 중앙 전극(11)의 하면 상에 배치된 하부 분리막(15) 및 하부 분리막(15)의 하면 상에 배치되며 탭(13T)을 갖는 하부 전극(13)을 포함한다. 탭(11T, 12T, 13T)은 전극(11, 12, 13)의 일 단부로부터 돌출된 형태이다.

상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각은 중앙 전극(11)과 상이한 극성의 전극일 수 있다. 예컨대, 중앙 전극(11)은 음극이고, 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각은 양극일 수 있다. 또는, 중앙 전극(11)은 양극이고, 상부 전극(12) 및 하부 전극(13) 각각은 음극일 수 있다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(30)은 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T)은 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 반대 방향에 배치된다. 중앙 전극(11)의 탭(11T), 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T) 각각은 적극의 탭이 형성된 일 단부의 중심부에 배치될 수 있다. 또한, 폭 방향(W)으로 보았을 때, 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T)은 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 두께 방향(T)으로 중첩되도록 배치될 수 있다.

도 3을 참고하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단위 셀(30)은 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T)은 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 동일한 방향에 서로 이격되어 배치된다. 중앙 전극(11)의 탭(11T)은 단위 셀(30)의 일 측부에 치우쳐 배치되고, 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T) 각각은 단위 셀(30)의 타 측부에 치우쳐 배치될 수 있다. 도 3(a)에서 중앙 전극(11)의 탭(11T)은 단위 셀(30)의 좌 측부에 치우쳐 배치되고, 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T) 각각은 단위 셀(30)의 우 측부에 치우쳐 배치된 것으로 도시하였으나, 중앙 전극(11)의 탭(11T)은 단위 셀(30)의 우 측부에 치우쳐 배치되고, 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T) 각각은 단위 셀(30)의 죄 측부에 치우쳐 배치될 수도 있음은 물론이다. 상부 전극(12)의 탭(12T) 및 하부 전극(13)의 탭(13T)은 평면 상에서 서로 중첩되도록 배치될 수 있다.

도 4는 도 2의 단위 셀에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다. 도 4(a)는 상부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이며, 도 4(b)는 하부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 3의 단위 셀에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)는 상부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이며, 도 5(b)는 하부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 3의 단위 셀이 변형된 구조에서 비전부가 측정하는 측정 값을 설명하기 위한 도면이다. 도 6(a)는 상부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이며, 도 6(b)는 하부 비전부(312T)의 측정 값을 설명하기 위한 도면이다.

상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts) 사이의 거리(TL1), 상부 분리막(14)의 양 측부(14s)와 상부 전극(12)의 양 측부(12s) 사이의 거리(TL2a, TL2b), 상부 분리막(14)의 양 단부(14e)와 상부 전극(12)의 양 단부(12e) 사이의 거리(TL3a, TL3b) 및 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 단부(11Te) 사이의 거리(TL4) 중 적어도 하나를 측정한다. 도면에 도시된 바와 같이, 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 단부(11Te)는 중앙 전극(11)의 탭(11Ts)의 양 측부(11Ts)를 연결하는 가장자리 영역을 의미한다. 바람직하게는, 상부 비전부(312T)는 전술한 거리를 모두 측정한다. 여기서, 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)는 상부 분리막(14)의 양 단부(14e) 중 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 가까운 단부이다.

유사하게, 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts) 사이의 거리(BL1), 하부 분리막(15)의 양 측부(15s)와 하부 전극(13)의 양 측부(13s) 사이의 거리(BL2a, BL2b), 하부 분리막(15)의 양 단부(15e)와 하부 전극(13)의 양 단부(13e) 사이의 거리(BL3a, BL3b) 및 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 단부(11Te) 사이의 거리(BL4) 중 적어도 하나를 측정한다. 바람직하게는, 하부 비전부(312B)는 전술한 거리를 모두 측정한다. 여기서, 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)는 하부 분리막(15)의 양 단부(15e) 중 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 가까운 단부이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상부 비전부(312T)는 둘 이상의 영역에서 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 상부 전극(12)의 일 측부(12s) 사이의 거리(TL2a)를 측정하고, 둘 이상의 영역에서 상부 분리막(14)의 타 측부(14s)와 상부 전극(12)의 타 측부(12s) 사이의 거리(TL2b)를 측정할 수 있다. 유사하게, 하부 비전부(312B)는 둘 이상의 영역에서 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 하부 전극(13)의 일 측부(13s) 사이의 거리(BL2a)를 측정하고, 둘 이상의 영역에서 하부 분리막(15)의 타 측부(15s)와 하부 전극(13)의 타 측부(13s) 사이의 거리(BL2b)를 측정할 수 있다. 다만, 상부 비전부(312T)는 하나의 영역에서 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 상부 전극(12)의 일 측부(12s) 사이의 거리(TL2a)를 측정하고, 하나의 영역에서 상부 분리막(14)의 타 측부(14s)와 상부 전극(12)의 타 측부(12s) 사이의 거리(TL2b)를 측정할 수도 있다. 유사하게, 하부 비전부(312B)는 하나의 영역에서 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 하부 전극(13)의 일 측부(13s) 사이의 거리(BL2a)를 측정하고, 하나의 영역에서 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 하부 전극(13)의 일 측부(13s) 사이의 거리(BL2b)를 측정할 수도 있다.

또한, 상부 비전부(312T)는 둘 이상의 영역에서 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)와 상부 전극(12)의 일 단부(12e) 사이의 거리(TL3a)를 측정하고, 둘 이상의 영역에서 상부 분리막(14)의 타 단부(14e)와 상부 전극(12)의 타 단부(12e) 사이의 거리(TL3b)를 측정할 수 있다. 유사하게, 하부 비전부(312B)는 둘 이상의 영역에서 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)와 하부 전극(13)의 일 단부(13e) 사이의 거리(BL3a)를 측정하고, 둘 이상의 영역에서 하부 분리막(15)의 타 단부(15e)와 하부 전극(13)의 타 단부(13e) 사이의 거리(BL3b)를 측정할 수 있다. 다만, 도면에 도시된 바와 같이, 상부 비전부(312T)는 하나의 영역에서 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)와 상부 전극(12)의 일 단부(12e) 사이의 거리(TL3a)를 측정하고, 하나의 영역에서 상부 분리막(14)의 타 단부(14e)와 상부 전극(12)의 타 단부(12e) 사이의 거리(TL3b)를 측정할 수도 있다. 유사하게, 하부 비전부(312B)는 하나의 영역에서 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)와 하부 전극(13)의 일 단부(13e) 사이의 거리(BL3a)를 측정하고, 하나의 영역에서 하부 분리막(15)의 타 단부(15e)와 하부 전극(13)의 타 단부(13e) 사이의 거리(BL3b)를 측정할 수도 있다.

제어부(313)는 상부 비전부(312T)로 측정된 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts) 사이의 거리(TL1) 및 하부 비전부(312B)로 측정된 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts) 사이의 거리(BL1)가 기준 값보다 큰 경우 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치를 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부에서 타 측부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치를 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정할 수 있다. 다만, 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치는 작업자가 연산된 위치 보정 값만큼 보정된 적층체 커팅부(212)의 커팅 위치를 제어부(313)에 직접 입력함으로써 수동 보정에 의해 수행될 수도 있다.

제어부(313)는 상부 비전부(312T)로 측정된 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 상부 전극(12)의 일 측부(12s) 사이의 거리(TL2a, 또는 TL2b)가 기준 값보다 크고, 상부 분리막(14)의 타 측부(14s)와 상부 전극(12)의 타 측부(12s) 사이의 거리(TL2b, 또는 TL2a)가 기준 값보다 작은 경우 상부 전극(12)을 상부 전극(12)의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정한다. 유사하게, 하부 비전부(312B)로 측정된 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 하부 전극(13)의 일 측부(13s) 사이의 거리(BL2a, 또는 BL2b)가 기준 값보다 크고, 하부 분리막(15)의 타 측부(15s)와 하부 전극(13)의 타 측부(13s) 사이의 거리(BL2b, 또는 BL2a)가 기준 값보다 작은 경우 하부 전극(13)을 하부 전극(13)의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정한다. 여기서, 일 측부는 타 측부의 반대 측부를 의미하고, 타 측부는 일 측부의 반대 측부를 의미하며, 일 측부 및 타 측부 각각의 위치가 특정 위치로 정해진 것은 아니다.

제어부(313)는 상부 비전부(312T)로 측정된 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)와 상부 전극(12)의 일 단부(12e) 사이의 거리(TL3a, 또는 TL3b)가 기준 값보다 크고, 상부 분리막(14)의 타 단부(14e)와 상부 전극(12)의 타 단부(12e) 사이의 거리(TL3b, 또는 TL3a)가 기준 값보다 작은 경우 상부 전극(12)을 상부 전극(12)의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정한다. 유사하게, 하부 비전부(312B)로 측정된 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)와 하부 전극(13)의 일 단부(13e) 사이의 거리(BL3a, 또는 BL3b)가 기준 값보다 크고, 하부 분리막(15)의 타 단부(15e)와 하부 전극(13)의 타 단부(13e) 사이의 거리(BL3b, 또는 BL3a)가 기준 값보다 작은 경우 하부 전극(15)을 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정한다. 여기서, 일 단부는 타 단부의 반대 단부를 의미하고, 타 단부는 일 단부의 반대 단부를 의미하며, 일 단부 및 타 단부 각각의 위치가 특정 위치로 정해진 것은 아니다.

제어부(313)는 상부 비전부(312T)로 측정된 상부 분리막(14)의 일 단부(14e)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 단부(11Te) 사이의 거리(TL4)가 기준 값보다 큰 경우 중앙 전극(11)의 위치를 상부 분리막(14)의 일 단부에서 타 단부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 중앙 전극(11)의 위치를 상부 분리막(14)의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정한다. 유사하게, 하부 비전부(312B)로 측정된 하부 분리막(15)의 일 단부(15e)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 단부(11Te) 사이의 거리(BL4)가 기준 값보다 큰 경우 중앙 전극(11)의 위치를 하부 분리막(15)의 일 단부에서 타 단부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 중앙 전극(11)의 위치를 하부 분리막(15)의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정한다.

이하, 도 4 내지 도 6의 각 경우에 대하여, 상부 비전부(312T)로 측정되는 상부 분리막(14)의 일 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts) 및 하부 비전부(312B)로 측정되는 하부 분리막(15)의 일 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts)의 위치에 대해 설명하기로 한다. 단위 셀(30)의 이송 방향은 도면에 화살표로 표시하였다.

도 4에서, 중앙 전극(11)의 탭(11T), 상부 분리막(14) 및 상기 하부 분리막(15) 각각의 일 측부(11Ts, 14s, 15s)는 단위 셀(30)의 이송 방향의 반대 방향에 배치된 측부일 수 있다. 도 4(a)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 상부 분리막(14) 각각의 일 측부는 좌측에 배치된 측부이고, 도 4(b)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부는 우측에 배치된 측부이다. 따라서, 도 4(a)를 기준으로 상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 좌 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 좌 측부(11Ts) 사이의 거리(TL1)를 측정하고, 도 4(b)를 기준으로 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 우 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 우 측부(11Ts) 사이의 거리(BL1)를 측정할 수 있다.

다만, 설계에 따라 중앙 전극(11)의 탭(11T), 상부 분리막(14) 및 상기 하부 분리막(15) 각각의 일 측부(11Ts, 14s, 15s)는 단위 셀(30)의 이송 방향에 배치된 측부일 수 있다. 따라서, 도 4(a)를 기준으로 상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 우 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 우 측부(11Ts) 사이의 거리를 측정하고, 도 4(b)를 기준으로 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 좌 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 좌 측부(11Ts) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 양 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 양 측부(11Ts) 사이의 거리를 측정하고, 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 양 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 양 측부(11Ts) 사이의 거리를 측정하도록 할 수도 있다.

도 5에서, 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부(14s, 15s)는 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 양 측부(14s, 15s) 중 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 가까운 측부일 수 있다. 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts)는 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 양 측부(11Ts) 중 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부(14s, 15s)와 가까운 측부일 수 있다. 도 5(a)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 상부 분리막(14) 각각의 일 측부는 좌측에 배치된 측부이고, 도 5(b)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부는 우측에 배치된 측부이다. 따라서, 도 5(a)를 기준으로 상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 좌 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 좌 측부(11Ts) 사이의 거리(TL1)를 측정하고, 도 5(b)를 기준으로 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 우 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 우 측부(11Ts) 사이의 거리(BL1)를 측정할 수 있다. 이를 통해, 다른 구성의 간섭 없이 측정 대상이 되는 구성 간의 거리를 측정할 수 있다.

도 6에서도, 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부(14s, 15s)는 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 양 측부(14s, 15s) 중 중앙 전극(11)의 탭(11T)과 가까운 측부일 수 있다. 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 일 측부(11Ts)는 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 양 측부(11Ts) 중 상부 분리막(14) 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부와 가까운 측부일 수 있다. 도 6(a)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 상부 분리막(14) 각각의 일 측부는 우측에 배치된 측부이고, 도 6(b)를 기준으로 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 및 하부 분리막(15) 각각의 일 측부는 좌측에 배치된 측부이다. 따라서, 도 6(a)를 기준으로 상부 비전부(312T)는 상부 분리막(14)의 우 측부(14s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 우 측부(11Ts) 사이의 거리(TL1)를 측정하고, 도 6(b)를 기준으로 하부 비전부(312B)는 하부 분리막(15)의 좌 측부(15s)와 중앙 전극(11)의 탭(11T)의 좌 측부(11Ts) 사이의 거리(BL1)를 측정할 수 있다. 이를 통해, 다른 구성의 간섭 없이 측정 대상이 되는 구성 간의 거리를 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 중앙 전극, 상기 중앙 전극의 일면 상에 배치되는 상부 분리막, 상기 중앙 전극의 타면 상에 배치되는 하부 분리막, 상기 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 상기 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 형성하는 단계; 상기 적층체의 상부 분리막 및 하부 분리막을 커팅하여 단위 셀을 형성하는 단계; 단위 셀의 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 단계; 상기 측정 값에 기초하여, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 위치 보정 값에 기초하여, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 중앙 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 상부 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 하부 전극의 위치 및 상기 단위 셀을 형성하는 단계에서 상기 적층체의 커팅되는 위치 중 적어도 하나를 보정하는 단계; 를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법에는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치에 대한 설명에서 상술한 내용이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 측정 값을 측정하는 단계는 복수의 단위 셀 각각의 상기 측정 값을 측정하며, 위치 보정 값을 연산하는 단계는 복수의 단위 셀 각각의 측정 값의 평균 값에 기초하여 상기 위치 보정 값을 연산하는 것일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 공정 능력 지수(Ppk) 향상을 나타내는 그래프다.

공정 능력지수는 공정 능력과 규격의 비율로서 공정이 규격에 맞는 제품을 생산할 수 있는 능력이 충분한지를 나타내는 지수로서, 공정 능력 지수가 높으면 규격 상한 및 규격 하한의 중심에 위치하는 정확도가 높은 것을 의미한다. 공정 능력을 나타내는 공정 능력 지수에는 Cp, Cpk, Pp, Ppk 등이 있는데, 이 중 장기적인 공정의 전체 표준 편차를 이용하는 Ppk를 측정하였다.

그래프를 참고하면, 본 발명의 비전부(312) 및 제어부(313)를 통해 길이 방향(L) 보정인 X축 자동 보정을 수행하는 경우, 단위 셀(30)의 정렬 상태를 보고 작업자가 임의로 판단한 위치 보정 값을 제어부(313)에 직접 입력하여 수동 보정을 수행하는 경우에 비하여 공정 능력 지수가 1.57에서 1.97로 0.4 증가하였으며, 폭 방향(W) 보정인 Y축 자동 보정을 수행하는 경우 수동 보정을 수행하는 경우에 비하여 공정 능력 지수가 1.32에서 1.54로 0.22 증가하였음을 알 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 불량률 감소를 나타내는 그래프다.

그래프를 참고하면, 본 발명의 비전부(312) 및 제어부(313)를 통해 자동 보정을 수행하는 경우, 단위 셀(30)의 정렬 상태를 보고 작업자가 임의로 판단한 위치 보정 값을 제어부(313)에 직접 입력하여 수동 보정을 수행하는 경우에 비하여 위치 불량률이 1.71%에서 1.15%로 0.56% 감소하였음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 작업자의 수동 보정 횟수 감소를 나타내는 그래프다.

그래프를 참고하면, 본 발명의 비전부(312) 및 제어부(313)를 통해 자동 보정을 수행하는 경우, 단위 셀(30)의 정렬 상태를 보고 작업자가 임의로 판단한 위치 보정 값을 제어부(313)에 직접 입력하여 수동 보정을 수행하는 경우에 비하여 일주일의 기간 동안 작업자의 수동 보정 횟수가 176회에서 49회로 약 72% 감소하였음을 알 수 있다.

수동 보정의 경우 복수의 단위 셀 각각의 위치 정보에 기초하여 제어부가 위치 보정 값을 연산하는 것이 아니라, 작업자가 복수의 단위 셀 각각의 비전부로 측정된 위치 정보 또는 작업자의 눈으로 직접 확인한 위치 정보 등에 기초하여 정렬 상태를 파악하고, 이에 따라 작업자가 임의로 판단한 위치 보정 값을 제어부에 직접 입력하게 된다. 따라서, 수동 보정의 경우, 입력되는 위치 보정 값은 정확하지 않을 뿐 아니라 작업자에 따라 상이한 위치 보정 값이 도출 및 적용되는 한계가 있다. 반면, 본 발명과 같이 제어부에 의한 위치 보정 값 연산 및 그에 따른 자동 보정을 수행하는 경우, 정확한 정렬 불량 추세를 파악하고, 그에 따른 위치 보정 값의 연산 및 단위 셀의 정렬 개선이 가능하며, 작업자의 수고를 덜 수 있다.

이상으로, 본 발명의 일 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 형태를 전술한 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 명세서 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 전부 또는 일부 구성을 생략, 변경, 치환하거나 다른 구성을 추가하는 등 본 발명의 일 실시예를 적절히 변형하여 실시할 수 있을 것이다.

본 명세서에서, 일 측부, 타 측부, 일 단부, 타 단부 등의 용어는 위치를 서로 구별하기 위한 것이며, 절대적인 위치를 의미하는 것이 아니다. 본 명세서의 일부분에서 지칭된 일 측부는 본 명세서의 다른 부분에서 타 측부로 지칭될 수도 있다. 유사하게, 본 명세서의 일부분에서 지칭된 일 단부는 본 명세서의 다른 부분에서 타 단부로 지칭될 수도 있다.

본 명세서에서, 제1, 제2 등의 순번은 구성요소를 서로 구별하기 위한 것이며, 구성요소 간의 우선순위를 의미하거나 절대적인 순번을 의미하는 것이 아니다. 본 명세서의 일부분에서 제1 구성요소는 본 명세서의 다른 부분에서 제2 구성요소로 지칭될 수도 있다.

본 명세서의 용어 및 표현은 광범위하게 해석되어야 하며 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서, '포함'한다라는 표현은 언급된 구성 이외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서, 단수형의 표현은 문맥 상 명시적으로 배제되지 않는 한 복수형을 포함한다. 또한, 각 실시예들은 서로 조합이 가능하며, 모순되지 않는 한 특정 실시예에서 설명된 내용은 다른 실시예에도 적용될 수 있다.

11: 중앙 전극
12: 상부 전극
13: 하부 전극
14: 상부 분리막
15: 하부 분리막
111: 중앙 전극 이송부
112: 중앙 전극 커팅부
121: 상부 전극 이송부
122: 상부 전극 커팅부
131: 하부 전극 이송부
132: 하부 전극 커팅부
20: 적층체
211: 적층체 이송부
212: 적층체 커팅부
213: 라미네이션부
311: 단위 셀 이송부
312: 비전부
313: 제어부

Claims

중앙 전극, 상기 중앙 전극의 일면 상에 배치되는 상부 분리막, 상기 중앙 전극의 타면 상에 배치되는 하부 분리막, 상기 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 상기 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 이송하는 적층체 이송부;
상기 적층체 이송부로 상기 중앙 전극을 공급하는 중앙 전극 이송부;
상기 적층체 이송부로 상기 상부 전극을 공급하는 상부 전극 이송부;
상기 적층체 이송부로 상기 하부 전극을 공급하는 하부 전극 이송부;
상기 적층체의 상부 분리막 및 하부 분리막을 커팅하여 단위 셀을 형성하는 적층체 커팅부;
상기 단위 셀의 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 비전부; 및
상기 비전부에서 측정된 상기 측정 값에 기초하여, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하고, 연산된 상기 위치 보정 값에 기초하여 상기 적층체 이송부로 공급되는 중앙 전극의 위치, 상기 적층체 이송부로 공급되는 상부 전극의 위치, 상기 적층체 이송부로 공급되는 하부 전극의 위치 및 상기 적층체 커팅부의 커팅 위치 중 적어도 하나를 보정하는 제어부; 를 포함하는,
단위 셀 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 비전부는 상기 단위 셀의 상부 전극 상에 배치되는 상부 비전부 및 상기 단위 셀의 하부 전극 상에 배치되는 하부 비전부 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 상부 비전부는 상기 상부 분리막의 일 측부와 상기 중앙 전극의 탭의 일 측부 사이의 거리, 상기 상부 분리막의 양 측부와 상기 상부 전극의 양 측부 사이의 거리, 상기 상부 분리막의 양 단부와 상기 상부 전극의 양 단부 사이의 거리 및 상기 상부 분리막의 일 단부와 상기 중앙 전극의 탭의 단부 사이의 거리 중 적어도 하나를 측정하고,
상기 하부 비전부는 상기 하부 분리막의 일 측부와 상기 중앙 전극의 탭의 일 측부 사이의 거리, 상기 하부 분리막의 양 측부와 상기 하부 전극의 양 측부 사이의 거리, 상기 하부 분리막의 양 단부와 상기 하부 전극의 양 단부 사이의 거리 및 상기 하부 분리막의 일 단부와 상기 중앙 전극의 탭의 단부 사이의 거리 중 적어도 하나를 측정하며,
상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 일 단부는 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 양 단부 중 상기 중앙 전극의 탭과 가까운 단부인,
단위 셀 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 상부 전극의 탭 및 상기 하부 전극의 탭은 상기 중앙 전극의 탭과 반대 방향에 배치되고,
상기 중앙 전극의 탭, 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 일 측부는 상기 중앙 전극의 탭, 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 양 측부 중 상기 단위 셀의 이송 방향의 반대 방향에 배치된 측부인,
단위 셀 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 상부 전극의 탭 및 상기 하부 전극의 탭은 상기 중앙 전극의 탭과 동일한 방향에 서로 이격되어 배치되고,
상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 일 측부는 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 양 측부 중 상기 중앙 전극의 탭과 가까운 측부이며,
상기 중앙 전극의 탭의 일 측부는 상기 중앙 전극의 탭의 양 측부 중 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막 각각의 일 측부와 가까운 측부인,
단위 셀 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 이송 방향을 길이 방향이라 하고, 상기 길이 방향과 평면 상에서 수직한 방향을 폭 방향이라 할 때,
상기 제어부는 상기 중앙 전극의 위치를 폭 방향으로 보정하고, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 위치를 길이 방향 및 폭 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 상기 적층체 이송부로 공급되는 속도를 조정하여, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 위치를 길이 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제5항에 있어서,
상기 제어부는 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 양 단부 중 적어도 하나의 위치를 측정하는 EPC(Edge Position Control) 센서의 위치를 조정하여 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 위치를 폭 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상부 비전부로 측정된 상기 상부 분리막의 일 측부와 상기 중앙 전극의 탭의 일 측부 사이의 거리 및 상기 하부 비전부로 측정된 상기 하부 분리막의 일 측부와 상기 중앙 전극의 탭의 일 측부 사이의 거리가 기준 값보다 큰 경우 상기 적층체 커팅부의 커팅 위치를 상기 중앙 전극의 탭의 일 측부에서 타 측부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 상기 적층체 커팅부의 커팅 위치를 상기 중앙 전극의 탭의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 상부 비전부로 측정된 상기 상부 분리막의 일 측부와 상기 상부 전극의 일 측부 사이의 거리가 기준 값보다 크고, 상기 상부 분리막의 타 측부와 상기 상부 전극의 타 측부 사이의 거리가 기준 값보다 작은 경우 상기 상부 전극을 상기 상부 전극의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정하고,
상기 하부 비전부로 측정된 상기 하부 분리막의 일 측부와 상기 하부 전극의 일 측부 사이의 거리가 기준 값보다 크고, 상기 하부 분리막의 타 측부와 상기 하부 전극의 타 측부 사이의 거리가 기준 값보다 작은 경우 상기 하부 전극을 상기 하부 전극을의 타 측부에서 일 측부를 향하는 방향으로 보정하고,
상기 상부 비전부로 측정된 상기 상부 분리막의 일 단부와 상기 상부 전극의 일 단부 사이의 거리가 기준 값보다 크고, 상기 상부 분리막의 타 단부와 상기 상부 전극의 타 단부 사이의 거리가 기준 값보다 작은 경우 상기 상부 전극을 상기 상부 전극의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정하며,
상기 하부 비전부로 측정된 상기 하부 분리막의 일 단부와 상기 하부 전극의 일 단부 사이의 거리가 기준 값보다 크고, 상기 하부 분리막의 타 단부와 상기 하부 전극의 타 단부 사이의 거리가 기준 값보다 작은 경우 상기 하부 전극을 상기 하부 전극의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 상부 비전부로 측정된 상기 상부 분리막의 일 단부와 상기 중앙 전극의 탭의 단부 사이의 거리가 기준 값보다 큰 경우 상기 중앙 전극의 위치를 상기 상부 분리막의 일 단부에서 타 단부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 상기 중앙 전극의 위치를 상기 상부 분리막의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정하며,
상기 하부 비전부로 측정된 상기 하부 분리막의 일 단부와 상기 중앙 전극의 탭의 단부 사이의 거리가 기준 값보다 큰 경우 상기 중앙 전극의 위치를 상기 하부 분리막의 일 단부에서 타 단부를 향하는 방향으로 보정하고, 기준 값보다 작은 경우 상기 중앙 전극의 위치를 상기 하부 분리막의 타 단부에서 일 단부를 향하는 방향으로 보정하는,
단위 셀 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 비전부는 복수의 단위 셀 각각의 상기 측정 값을 측정하며,
상기 제어부는 상기 복수의 단위 셀 각각의 측정 값의 평균 값에 기초하여 상기 위치 보정 값을 연산하는,
단위 셀 제조 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부에서 상기 위치 보정 값의 연산에 사용되는 상기 복수의 단위 셀의 개수, 보정이 시작되는 위치 보정 값, 상기 위치 보정 값에 대한 실제 위치 보정 값의 백분율, 상기 위치 보정 값을 PLC(Programmable Logic Controller)로 전송하는 제1 PLC 전송 주기와 제2 PLC 전송 주기 및 상기 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 중 적어도 하나는 설정 가능하고,
상기 제2 PLC 전송 주기는 상기 단위 셀의 종류가 교체된 직후에 적용되는 주기이고,
상기 제1 PLC 전송 주기는 상기 제2 PLC 전송 주기가 상기 제2 PLC 전송 주기를 적용할 주기 동안 적용된 이후에 적용되는 주기인,
단위 셀 제조 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 위치 보정 값을 연산할 때, n번째 단위 셀의 측정 값 중 기준 범위 외의 측정 값 및 n-1번째 단위 셀의 측정 값과 기준 값 이상의 차이를 갖는 측정 값 중 적어도 하나를 연산의 기초가 되는 측정 값에서 제외시키는,
단위 셀 제조 장치.
중앙 전극, 상기 중앙 전극의 일면 상에 배치되는 상부 분리막, 상기 중앙 전극의 타면 상에 배치되는 하부 분리막, 상기 상부 분리막 상에 배치되는 상부 전극 및 상기 하부 분리막 상에 배치되는 하부 전극을 포함하는 적층체를 형성하는 단계;
상기 적층체의 상부 분리막 및 하부 분리막을 커팅하여 단위 셀을 형성하는 단계;
단위 셀의 중앙 전극, 상부 분리막, 하부 분리막, 상부 전극 및 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 정보를 포함하는 측정 값을 측정하는 단계;
상기 측정 값에 기초하여, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막, 상기 하부 분리막, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 중 적어도 하나의 위치 보정 값을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 위치 보정 값에 기초하여, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 중앙 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 상부 전극의 위치, 상기 적층체를 형성하는 단계에서 상기 하부 전극의 위치 및 상기 단위 셀을 형성하는 단계에서 상기 적층체의 커팅되는 위치 중 적어도 하나를 보정하는 단계; 를 포함하는,
단위 셀 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 측정 값을 측정하는 단계는 복수의 단위 셀 각각의 상기 측정 값을 측정하며,
상기 위치 보정 값을 연산하는 단계는 상기 복수의 단위 셀 각각의 측정 값의 평균 값에 기초하여 상기 위치 보정 값을 연산하는 것인,
단위 셀 제조 방법.