KR20230060675A - Laser Notching Flag Processing Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저 노칭 플래그 가공장치에 관한 것으로, 특히 전기자동차용 원형 이차전지의 양극과 음극의 코팅이 없는 무지부 부분을 레이저로 노칭할 때 논플래그 구간의 길이가 예컨대, 800mm일 경우 한번에 레이저 절단속도를 4M 이상으로 가공할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a laser notching flag processing apparatus, and particularly, when notching uncoated portions of anode and cathode of a circular secondary battery for an electric vehicle with a laser, when the length of the non-flag section is, for example, 800 mm, laser cutting at once It was made possible to process at a speed of 4M or more.
일반적으로 전기자동차용 리튬이온 2차 전지는 양극, 음극 활물질을 금속박에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 분리막을 양 전극사이에 넣고 감아서 젤리롤(JELLY ROLL)을 만들고, 이러한 젤리롤을 원통형 또는 각형 금속용기에 삽입하여 전해액을 충진하고 밀봉하여 완성되는 것으로 상기 젤리롤은 이차전지를 와인딩하여 나온 제품을 말한다.In general, a lithium ion secondary battery for an electric vehicle manufactures a positive electrode and a negative electrode by applying positive and negative electrode active materials to metal foil, inserts a separator between both electrodes and winds it to make a jelly roll, and makes this jelly roll into a cylindrical shape. Alternatively, it is inserted into a prismatic metal container, filled with electrolyte and sealed, and the jelly roll refers to a product obtained by winding a secondary battery.
이와 같은 젤리롤은 음극 극판을 먼저 감고, 그 위로 분리막, 그리고 분리막 위로 양극 극판을 감으며, 최상부에 양극이 분리막을 사이에 두고 음극을 감싸고 분리막이 표면으로 위치되어 최종 완성된다.Such a jelly roll is completed by first winding a negative electrode plate, then a separator on top of it, and a positive electrode plate on top of the separator, and wrapping the negative electrode with the separator at the top of the anode, and placing the separator on the surface.
종래에는 이차전지 제조시 플래그 포밍을 하지 않을 경우에 도 1과 같이, 이차전지를 와인딩하여 나온 제품인 젤리롤의 양측 탭이 뻣뻣하게 다 일어나 있게 되어 이를 해소하고자 양극과 음극의 코팅이 없는 무지부부분을 레이저로 가공하여 플래그를 형성하고 이러한 플래그를 포밍하여 이차전지 와인딩 전에 플래그를 접도록 하고 있다.Conventionally, when flag forming is not performed during secondary battery manufacturing, as shown in FIG. 1, tabs on both sides of the jelly roll, which is a product obtained by winding a secondary battery, are stiff, so as to solve this problem, the non-coating portion of the positive and negative electrodes is not coated. is processed with a laser to form a flag, and the flag is formed to fold the flag before winding the secondary battery.
상기와 같이 플래그를 만들기 위한 수단으로 레이저로 가공하여 플래그를 만드는 것을 노칭이라고 하는데, 이러한 노칭장치는 전극필름의 노출부와 활물질이 도포된 코팅부의 일부를 절삭하여 단자부를 형성하는 것으로, 펀칭이나 레이저를 이용하여 노출부의 일부를 절삭함으로써 단자부를 형성한다.Making a flag by processing it with a laser as a means for making a flag as described above is called notching. A terminal portion is formed by cutting a portion of the exposed portion using.
즉, 종래에는 펀칭을 이용한 노칭장치가 이용되었으나, 최근에는 전극의 손상이 펀칭에 비해 적고 효율적인 생산이 가능한 레이저를 이용한 노칭장치의 이용이 증대되고 있다.That is, conventionally, a notching device using punching has been used, but recently, the use of a notching device using a laser that is less damaged than that of punching and can be efficiently produced is increasing.
종래 이와 같은 레이저를 이용하는 경우, 기존 펀칭 장치와는 달리 레이저의 경로를 고려하여 효율적인 작업기 배치가 이루어져야 하지만 현재의 노칭장치는 레이저 효율이 저하되는 문제점이 있다.In the case of using such a conventional laser, unlike conventional punching devices, an efficient work machine must be arranged in consideration of the path of the laser, but the current notching device has a problem in that laser efficiency is lowered.
즉, 종래에 플래그 구간은 가공하는 데에 큰 문제가 없으나, 논플래그 구간의 길이가 제품마다 다르지만 800mm일 경우, 한번에 레이저 절단속도를 4M이상으로 가공해야 품질에 이상없는 제품을 만들 수 있으나, 종래에는 1.5mm속도로 일정하게 같은 속도로만 가공하므로 속도를 맞추지 못하여 논플래그 구간의 길이 800mm를 한번에 절단하지 못하는 결점이 있었다.In other words, conventionally, there is no major problem in processing the flag section, but the length of the non-flag section is different for each product, but in the case of 800 mm, the laser cutting speed must be processed at a time of 4M or more to produce a product with no abnormality in quality. There was a flaw in not being able to cut the length of 800mm of the non-flag section at once because it was processed at the same speed at a constant speed of 1.5mm, so the speed could not be matched.
본 발명은 상기와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 논플래그 구간의 길이가 800mm일 경우 레이저 속도를 1차속도와 2차속도의 변환에 의한 가공으로 한번에 레이저 절단속도를 4M 이상으로 가공할 수 있는 레이저 노칭 플래그 가공장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above conventional drawbacks, and an object of the present invention is to process the laser speed by converting the first speed and the second speed when the length of the non-flag section is 800 mm, and the laser cutting speed at one time. It is to provide a laser notching flag processing device capable of processing 4M or more.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 노칭후에 전극들을 버퍼에 쌓아놓아 노칭 구간의 레이저 절단속도가 와인딩하는 속도보다 빠르므로 와인딩속도에 맞추기 위한 버퍼롤러와, 레이저 노칭시 양극과 음극의 코팅이 없는 무지부 부분을 일정하게 노칭하기 위해서 전극이 정방향으로만 이동하게 도와주는 엘피씨 카메라와, 다공성 금속재질로 공기투입시 통과되도록 미세한 작은 구멍이 형성되어 공압에 의해 부상하여 전극을 펴주도록 하는 다공판과, 이동되어 오는 전극에 레이저를 쏘아 플래그를 형성하기 위한 레이저 기구와, 총 1인치 크기의 10개의 소로 이루어져 레이저 노칭시 전극 가공으로 인해 발생되는 분진을 흡입하는 흡입기와, 전극의 이동속도를 제어하는 피드롤러와, 리와인딩하면서 전극둘레가 커짐에 따라 롤러도 같이 이동하여 가이드역할을 하는 추적 롤러와, 레이저 발생시 레이저에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각기와, 레이저 노칭시 발생되는 분진 및 절단 후 발생되는 스크랩을 포집하기 위하여 외부에 설치되는 방폭집진장치를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.The present invention to achieve the above object, the laser cutting speed of the notching section is faster than the winding speed by stacking the electrodes in the buffer after notching, so that the buffer roller to match the winding speed and the coating of the anode and cathode during laser notching An LPC camera that helps the electrode move only in the forward direction in order to regularly notch the missing uncoated area, and a porous metal material with fine small holes to pass through when air is introduced, floating by air pressure to spread the electrode. A stencil, a laser mechanism for forming a flag by shooting a laser at a moving electrode, a suction device composed of 10 1-inch-sized cows and sucking in dust generated by electrode processing during laser notching, and a moving speed of the electrode A feed roller that controls, a tracking roller that acts as a guide by moving the roller as the circumference of the electrode increases during rewinding, a cooler that cools the heat generated from the laser when laser is generated, dust generated during laser notching and after cutting It is characterized by comprising an explosion-proof dust collector installed outside to collect generated scrap.
이상과 같은 본 발명은 논플래그 구간의 길이가 800mm일 경우, 버퍼 롤러와 엘피씨 카메라 및 다공판과 레이저 기구 등에 의한 상호 동작에 의해 레이저의 반복적인 1차, 2차 속도변환 가공으로 한번에 레이저 절단속도를 4M 이상으로 가공할 수 있는 효과가 있다.In the present invention as described above, when the length of the non-flag section is 800 mm, the buffer roller, the LPC camera, the perforated plate, and the laser mechanism are used to perform laser cutting at once by repetitive primary and secondary speed conversion processing of the laser. It has the effect of processing at a speed of 4M or more.
도 1은 종래의 이차전지 제조시 플래그 포밍을 하지 않을 경우 이차전지를 와인딩하여 나온 젤리 롤의 사시도
도 2는 본 발명 레이저노칭 플래그 가공장치의 구성도
도 3은 본 발명의 레이저 노칭 플래그 가공장치에 의해 가공된 젤리 롤의 사시도이다.1 is a perspective view of a jelly roll obtained by winding a secondary battery when flag forming is not performed during manufacturing of a conventional secondary battery;
Figure 2 is a configuration diagram of the laser notching flag processing apparatus of the present invention
3 is a perspective view of a jelly roll processed by the laser notching flag processing apparatus of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 레이저노칭 플래그 가공장치의 구성도로, 이에 도시된 바와 같이, 난플래그 구간의 레이저 절단속도가 와인딩하는 속도보다 빠르기 때문에 노칭 후 전극들을 버퍼에 쌓아놓아 레이저 절단속도와 와인딩속도를 조정하기 위한 버퍼 롤러(1)와, 레이저 노칭시 무지부 부분을 일정하게 노칭하기 위해서 전극이 정방향으로만 이동하도록 도와주는 엘피씨 카메라(2)와, 다공성 금속재질로 공기투입시 통과되도록 미세한 작은 구멍이 형성되어 공압에 의해 부상하여 전극을 펴주도록 하는 다공판(3)과, 이동되어 오는 전극에 레이저를 쏘아 플래그를 형성하기 위한 레이저 기구(4)와, 전극의 이동속도를 제어하는 피드 롤러(5)와, 리와인딩하면서 전극둘레가 커짐에 따라 롤러도 같이 이동하여 가이드역할을 하는 추적 롤러(6) 및 버퍼롤러(7)로 구성된다. 2 is a configuration diagram of the laser notching flag processing apparatus according to the present invention. As shown therein, since the laser cutting speed of the non-flag section is faster than the winding speed, after notching, the electrodes are stacked in a buffer to adjust the laser cutting speed and the winding speed. A buffer roller (1) for laser notching, an LPC camera (2) that helps the electrode move only in the forward direction to uniformly notch the uncoated area during laser notching, and a fine small hole made of porous metal to pass through when air is introduced. A perforated plate (3) for spreading the electrode by floating by air pressure, a laser mechanism (4) for forming a flag by shooting a laser at the moving electrode, and a feed roller for controlling the moving speed of the electrode ( 5), and as the circumference of the electrode increases during rewinding, the roller also moves together to serve as a guide. It consists of a
또한, 본 발명은 상기 레이저 기구(4)에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각기와, 레이저 노칭시 발생되는 분진 및 절단 후 발생되는 스크랩을 포집하기 위하여 외부에 설치되는 집진장치와, 총 1인치 크기의 10개의 소로 이루어져 노칭시 발생하는 분진을 흡입하는 흡입기를 더 구비하여 구성된다.In addition, the present invention is a cooler for cooling the heat generated by the
도 3은 본 발명의 레이저 노칭 플래그 가공장치에 의해 가공된 완성제품인 젤리 롤(8)의 사시도로, 플래그 탭(9)이 내측으로 접혀져 있는 상태임을 알 수 있다.3 is a perspective view of a
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.
본 발명은 버퍼 롤러(1)를 통하여 난플래그 구간의 레이저 절단속도가 와인딩하는 속도보다 빠르기 때문에 노칭 후 전극들을 버퍼에 쌓아놓아 레이저 절단속도와 와인딩속도를 조정한다.In the present invention, since the laser cutting speed of the non-flag section is faster than the winding speed through the
또한, 상기 버퍼 롤러(1)를 통하여 이동되어 오는 전극은, 레이저 노칭시 무지부 부분을 일정하게 노칭하기 위해서 전극이 정방향으로만 이동하도록 엘피씨 카메라(2)에 의해 조정된다.In addition, the electrode moved through the
그리고 상기 버퍼 롤러(2)를 통한 전극이 다공판(3)을 통하게 되는데, 이러한 다공판(3)은 다공성 금속재질에 공기투입시 통과되도록 미세한 작은 구멍이 형성되어 있어 공압에 의해 부상된 전극을 펴주게 된다.In addition, the electrode through the
또한, 상기 다공판(3)을 통하면서 일정하게 펴진 전극에 레이저 기구(4)를 통하여 레이저를 쏘아 플래그를 형성하게 된다.In addition, a flag is formed by emitting a laser through a
즉, 전극에 있어서, 양극과 음극의 코팅이 없는 무지부 부분을 레이저 기구(4)로부터 레이저를 쏘아 플래그를 만들게 되는데, 논플래그 구간의 길이가 800mm일 경우 한번에 레이저로 절단속도를 4M이상 가공하여 품질에 이상이 없는 제품을 제조할 수 있다.That is, in the electrode, a laser is fired from the
이는 플래그 가공시 1차속도를 약 1.5M/sec로 하고, 논플래그 가공시에는 밑으로 빠르게 가속하면서 2차속도를 약 3-3.5M/sec로 변환시킴과 동시에 다시 한번에 끌어올려서 다시 1차속도로 가공하고 또한 빠르게 2차속도로 가공하는 과정을 반복적으로 수행하도록 한다. This sets the 1st speed at about 1.5M/sec during flag processing and converts the 2nd speed to about 3-3.5M/sec while rapidly accelerating downward during non-flag processing, and at the same time pulls it up again to 1st speed again. , and also repeat the process of rapidly processing at the second speed.
따라서, 상기 레이저 기구(4)의 1차속도와 2차속도의 레이저 속도변환에 의해 논플래그 구간의 길이가 800mm이 경우, 한번에 레이저로 절단속도를 4M이상 가공하여 품질에 이상이 없는 제품을 제조할 수 있는 것이다.Therefore, when the length of the non-flag section is 800 mm by converting the laser speed between the first speed and the second speed of the
또한, 상기 레이저 기구(4)에 의해 가공된 전극은 피드 롤러(5)를 통하여 전극 이동 속도가 제어되어 이동하게 되며, 난플래그 구간의 레이저 절단속도가 와인딩하는 속도보다 빠르기 때문에 노칭 후 전극들을 버퍼 롤러(7)에 쌓아놓아 레이저 절단속도와 와인딩속도를 조정하게 된다. In addition, the electrode processed by the
이후 추적 롤러(6)를 통하여 리와인딩하면서 전극둘레가 커짐에 따라 롤러도 같이 이동하여 가이드역할을 하게 된다.Thereafter, as the circumference of the electrode increases while rewinding through the
상술한 바와 같은 과정을 거쳐 도 3과 같은 플래그 탭(9)이 내측으로 접혀진젤리롤(8)이 만들어지는데, 상기 과정에서 냉각기를 통하여 레이저 기구(4)에서 발생하는 열을 냉각시켜 식혀주게 되며, 또한 집진장치를 통하여 레이저 노칭시 분진 및 절단 후 발생되는 스크랩을 포집하여 버릴 수 있게 되는 것이다.Through the process as described above, the
상술한 바와 같은 본 발명은 논플래그 구간의 길이와 1차속도 및 2차 속도가 상기 실시예에 국한 되는 것은 아니며, 다양한 실시예에 의하여 유용하게 적용할 수 있음은 물론이다.As described above, the present invention is not limited to the length of the non-flag section, the first speed, and the second speed of the above embodiment, and can be usefully applied according to various embodiments.
1:버퍼 롤러 2:엘피씨 카메라
3:다공판 4:레이저 기구
5:피드롤러 6:추적롤러
7:버퍼롤러 8:젤리롤
9:플래그 탭1: buffer roller 2: LPC camera
3: perforated plate 4: laser mechanism
5: feed roller 6: tracking roller
7: buffer roller 8: jelly roll
9: Flag tab
Claims (3)
After notching, the electrodes are stacked in a buffer so that the laser cutting speed of the non-flag section is faster than the winding speed, and a buffer roller to adjust to match the winding speed. An LPC camera that helps to move, a perforated plate made of porous metal with fine small holes formed so that air can pass through it and floating by pneumatic pressure to spread the electrode, and a laser beam to the moving electrode to form a flag a laser mechanism for laser notching, an inhaler that sucks in the dust generated by electrode processing during laser notching, and a feed roller that controls the moving speed of the electrode. A tracking roller that also moves together and serves as a guide, a cooler that cools the heat generated from the laser when the laser is generated, and an explosion-proof dust collector installed outside to collect dust generated during laser notching and scrap generated after cutting Laser notching flag processing apparatus, characterized in that configured to include.
The method of claim 1, wherein the first speed is about 1.5M/sec during the flag processing, and the second speed is converted to about 3-3.5M/sec by rapidly accelerating by the motor while descending during the non-flag processing. Laser notching flag processing apparatus, characterized in that for doing.
The laser notching flag processing apparatus according to claim 2, wherein the first speed and the second speed are repeatedly performed.
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| KR20130105001A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-25 | 주식회사 엘지화학 | Electrode manufacturing device of novel structure |
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| KR102598382B1 (en) | 2023-11-03 |
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