KR20230125675A - 전극 커팅 장치 및 방법 - Google Patents

전극 커팅 장치 및 방법 Download PDF

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이수호
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 발명은 전극 커팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 전극 커팅 장치는 전극 시트를 단위 전극으로 커팅하는 커터와; 상기 커터의 전방에 위치하며, 상기 커터의 동작에 맞추어 상기 전극 시트를 양측에서 고정하는 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼를 포함하며, 상기 제1 그리퍼는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 적어도 일측에 위치하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 제2 영역보다 상기 제2 그리퍼를 향해 돌출될 수 있다.

Description

전극 커팅 장치 및 방법{CUTTING DEVICE AND METHOD FOR ELECTRODE}
본 발명은 전극 커팅 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 시트의 위치 틀어짐 발생을 최소화할 수 있는 전극 커팅 장치 및 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 노트북 컴퓨터, 웨어러블 디바이스 등 전자기기 또는 전기자동차 등의 에너지원으로서 이차전지에 대한 수요가 증가하고 있다. 이차 전지는 전극의 종류에 따라 니켈-카드뮴 이차전지, 니켈-수소 이차전지, 리튬 이차 전지 등으로 분류되는데, 높은 작동 전압, 단위 중량당 고에너지 밀도를 갖는 장점을 갖는 리튬 이차전지에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
일반적으로, 이차 전지는 전극 조립체와, 전극 조립체가 내장되는 케이스를 포함할 수 있다. 전극조립체는 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조로 이루어질 수 있다.　양극 및 음극과 같은 단위 전극은 전극 활물질이 도포되어 제조된 전극 시트를 단위 전극 길이로 커팅함으로써 제조될 수 있다. 커팅시, 전극 시트를 그리핑(gripping)하는 그리퍼(gripper)는 롤 프레스 공정시 발생한 전극 시트의 너울(또는, 주름)과 직접 접촉하게 되므로, 전극 시트의 위치가 틀어지는 불량이 발생될 수 있다. 또한, 그리퍼의 조립 공차에 의해 위치가 틀어진 그리퍼가 전극 시트의 너울(또는, 주름)을 강하게 가압하므로, 전극 시트의 위치가 틀어지는 불량이 심하게 발생될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 전극 시트의 위치 틀어짐 발생을 최소화할 수 있는 전극 커팅 장치 및 커팅 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 커팅 장치는 전극 시트를 단위 전극으로 커팅하는 커터와; 상기 커터의 전방에 위치하며, 상기 커터의 동작에 맞추어 상기 전극 시트를 양측에서 고정하는 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼를 포함하며, 상기 제1 그리퍼는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 적어도 일측에 위치하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 제2 영역보다 상기 제2 그리퍼를 향해 돌출될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그리퍼는 상기 전극 시트의 상면을 가압하며, 상기 제2 그리퍼는 상기 전극 시트의 하면을 가압할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 시트는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 적어도 일측에 위치하는 주변 영역을 포함하며, 상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 커터의 동작에 맞추어 상기 전극 시트의 주변 영역의 적어도 일부를 제외한 상기 중앙 영역을 가압할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그리퍼는, 상기 제1 영역의 적어도 일부에 배치되며 상기 제2 그리퍼를 향하는 방향으로 돌출되는 돌기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌기의 하면과 상기 제1 그리퍼의 상기 제2 영역의 하면 간의 높이 차이는 0.4mm~0.6mm일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 돌기의 길이는 상기 단위 전극의 길이보다 짧을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 그리퍼는 상기 제2 영역에 배치되며 상기 제2 그리퍼를 향하는 방향과 반대 방향으로 오목한 개구부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 개구부에 의해 형성된 바닥면과 상기 제1 그리퍼의 제1 영역의 하면 간의 높이 차이는 4mm~6mm일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 커팅 방법은 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 전극 시트를 양측에서 가압하여 고정하는 단계와; 상기 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼의 후방에 위치하는 커터가 상기 전극 시트를 단위 전극으로 커팅하는 단계를 포함하며, 상기 제1 그리퍼는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 적어도 일측에 위치하는 제2 영역을 포함하며, 상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 제2 영역보다 상기 제2 그리퍼를 향해 돌출될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전극 시트는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 적어도 일측에 위치하는 주변 영역을 포함하며, 상기 전극 시트를 고정하는 단계는, 상기 전극 시트의 주변 영역을 제외한 상기 중앙 영역을 상기 제1 그리퍼의 제1 영역에 배치되는 돌기로 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 그리퍼는 전극 시트의 주변 영역을 제외한 전극 시트의 나머지 영역을 가압하므로, 제1 그리퍼는 전극 시트의 주변 영역과의 직접적인 접촉을 회피할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 조립 공차에 의한 그리퍼의 틀어짐이 발생하더라도 그리퍼와 전극 시트의 주변 영역과의 직접적인 접촉을 회피할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 그리퍼의 틀어짐으로 인해 발생될 수 있는 공정 불량을 줄일 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼를 나타내는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼와 전극 시트 간의 배치 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼를 나타내는 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지를 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차 전지(1)는 전극 조립체(10), 전극 조립체(10)를 감싸는 케이스(13)를 포함할 수 있다.
전극 조립체(10)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어질 수 있다. 전극 조립체(10)에 포함된 분리막은 양극 및 음극들을 상호 절연시킬 수 있다.
전극 조립체(10)는 전극조립체(10)로부터 연장되어 있는 다수의 전극 탭들(11)을 포함할 수 있다. 전극 조립체(10)는 양극탭(111) 및 음극탭(112)을 포함할 수 있다. 양극탭(111)은 전극 조립체(10)의 양극으로부터 연장되어 전극 조립체(10)의 외부로 돌출될 수 있다. 음극탭(112)은 전극 조립체(10)의 음극으로부터 연장되어 전극 조립체(10)의 외부로 돌출될 수 있다.
전극 탭(11)에는 전극 리드(Electrode Lead, 12)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 전극 리드(12)는 전극 탭(11)에 레이저 용접과 같은 용접 공정을 통해 연결될 수 있다. 전극 리드(12)는 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)를 포함할 수 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 양극 탭(111) 및 음극 탭(112)의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 예를 들어, 양극 리드(121)는 양극과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드(122)는 음극과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 케이스(13)의 외부로 돌출된 전극 리드(12)의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
전극 리드(12)의 일부는 절연부(14)로 주위가 포위될 수 있다. 절연부(14)는 케이스(13)의 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)가 열융착되는 실링부(134)에 위치하여, 전극 리드(12)를 케이스(13)에 접착시킬 수 있다. 그리고, 전극 조립체(10)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(12)를 통해 케이스(13)로 흐르는 것을 방지하며, 케이스(13)의 실링을 유지할 수 있다. 절연부(14)는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 절연부(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 재질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 절연부(14)로는 절연테이프로 형성될 수 있다. 절연부(14)의 재질은 절연 테이프에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
케이스(13)는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수납공간을 제공하며 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 케이스(13)는 전극 리드(12)의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링할 수 있다. 케이스(13)는 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)를 포함한다. 하부 파우치(132)에는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간(133)이 마련되고, 상부 파우치(131)는 상기 전극 조립체(10)가 케이스(13)의 외부로 이탈되지 않도록 수용 공간(133)을 상부에서 커버한다. 이 때, 상부 파우치(131)에도 수용 공간(133)이 형성되어, 전극 조립체(10)를 상부에서 수용할 수도 있다. 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)는 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.
이와 같은 전극 조립체(10)에 포함되는 양극 및 음극 중 적어도 어느 하나의 단위 전극은, 시트 형태의 전극 시트에 활물질을 코팅하고 건조 및 압연한 후, 일정한 크기를 갖도록 전극 시트를 커팅함으로써 제조될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 제조 장치는 전극 커팅 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 커팅 장치는 그리퍼(300) 및 커터(200)를 포함할 수 있다.
그리퍼(300)는 전극 시트(100)가 공급되는 방향을 기준으로 커터(200)의 전방에 위치할 수 있다. 그리퍼(300)는 커터(200)의 동작에 맞추어 전극 시트(100)가 커터(200)에 의해 커팅될 수 있도록 전극 시티(100)를 그리핑할 수 있다. 그리퍼(300)는 커터(200)가 전극 시트(100)를 단위 전극으로 커팅할 때, 전극 시트(100)의 양면에 밀착되어 전극 시트(100)의 이동을 제한할 수 있다. 그리퍼(300)는 제1 그리퍼(310) 및 제2 그리퍼(320)를 포함할 수 있다. 제1 그리퍼(310)는 전극 시트(100)의 커팅시 전극 시트(100)의 상면(101)(또는, 제1 방향(D1)을 향하는 면)과 접할 수 있다. 제2 그리퍼(320)는 전극 시트(100)의 커팅시 전극 시트(100)의 하면(102)(또는, 제2 방향(D2)을 향하는 면)과 접할 수 있다.
제1 그리퍼(310) 및 제2 그리퍼(320) 중 적어도 어느 하나는 상하 방향(또는, 제1 방향(D1) 또는/및 제2 방향(D2))으로 이동함으로써 전극 시트(100)가 가압될 수 있다. 예를 들어, 제2 그리퍼(320)가 고정된 상태에서, 제1 그리퍼(310)가 제2 그리퍼(320)를 향해 제2 방향(D2)으로 이동함으로써 제1 및 제2 그리퍼(310,320)를 통해 전극 시트(100)의 양면이 가압될 수 있다.
커터(200)는 전극 시트(100)가 공급되는 방향을 기준으로 그리퍼(300)의 후방에 위치할 수 있다. 커터(200)는 제1 커터(210) 및 제2 커터(220)를 포함할 수 있다. 제1 커터(210)는 전극 시트(100)를 중심으로 전극 시트(100)의 상면(101)과 마주보도록 배치될 수 있다. 제2 커터(220)는 전극 시트(100)를 중심으로 전극 시트(100)의 하면(102)에 배치될 수 있다. 제1 커터(210) 및 제2 커터(220) 중 적어도 어느 하나는 전극 시트(100)의 커팅 위치에서 승강 운동할 수 있다. 예를 들어, 전극 시트(100)이 이송되면, 제1 커터(210)의 커터날과 제2 커터(220)의 커터날이 접촉되도록, 제1 커터(210)가 승강 운동하므로 전극 시트(100)가 커팅될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 그리퍼(310) 및 제2 그리퍼(320)를 통한 그리핑(또는, 파지)에 의해 전극 시트(100)의 양면이 가압될 수 있다. 전극 시트(100)의 양면이 가압된 상태에서, 전극 시트(100)는 제1 커터(210) 및 제2 커터(220)를 이용한 커터(200)를 통해 단위 전극으로 커팅될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼(300)는 제1 그리퍼(310) 및 제2 그리퍼(320)를 포함할 수 있다.
제1 그리퍼(310)는 전극 시트의 커팅시 전극 시트의 상면(예: 도 2의 전극 시트(100)의 상면(101))과 접하도록 제2 그리퍼(320)와 마주보도록 배치될 수 있다. 제1 그리퍼(310)는 제1 영역(A1)과, 제1 영역(A1)과 인접한 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 제1 그리퍼(310)의 하면, 즉 제2 그리퍼(320)를 향하는 일 면은 제1영역(A1)과 제2영역(A2)을 포함할 수 있다.
제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)의 적어도 일측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 영역(A2)은 제1 영역(A1)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)의 적어도 일부는 제2 영역(A2)보다 제2 그리퍼(320)를 향하는 제2 방향(D2)으로 돌출될 수 있다. 제1 그리퍼(310)는 제1 영역(A1)의 적어도 일부에 배치되는 돌기(400)를 포함할 수 있다. 돌기(400)는 제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)로부터 제2 그리퍼(320)를 향하도록 돌출될 수 있다. 돌기(400)는 제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)로부터 다각형 형태로 돌출되거나 적어도 일부가 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 돌기(400)는 제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)로부터 직사각형 형태로 돌출될 수 있다.
돌기(400)는 제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)와 동일 재질로 형성되거나 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 돌기(400)는 제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)와 동일 재질로 형성될 수 있다. 그리퍼 플레이트(312)와 동일 재질로 형성되는 돌기(400)는 그리퍼 플레이트(312)와 일체화되어 형성될 수 있다.
돌기(400)의 하면(예: 제2 방향(D2)를 향하는 면)과, 제2 그리퍼(320)의 상면(예: 제1 방향(D1)을 향하는 면)은 전극 커팅 공정시 제1 이격 거리(d1)로 이격될 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)의 하면과 제2 그리퍼(320)의 상면은 전극 커팅 공정시 제2 이격 거리(d2)로 이격될 수 있다. 제1 이격 거리(d1)는 제2 이격 거리(d2)와 다를 수 있다. 제1 이격 거리(d1)는 제2 이격 거리(d2)보다 작게 형성될 수 있다. 전극 커팅 공정시 제1 이격 거리(d1)는 전극 시트(예: 도 2의 전극 시트(100))의 두께와 대응되는 크기를 가지며, 제2 이격 거리(d2)는 전극 시트의 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
돌기(400)의 하면과, 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(또는, 단차)(s1)는 돌기(400)의 두께와 대응될 수 있다. 돌기(400)의 하면과, 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(s1)는 전극 시트의 주변 영역의 두께를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 돌기(400)의 하면과, 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(s1)는 0.4mm 내지 0.6mm일 수 있다.
돌기(400)는 전극 시트의 커팅 공정시 제1 그리퍼(210) 및 제2 그리퍼(220) 사이에 고정되는 전극 시트의 일부 영역과 접촉할 수 있다. 전극 시트는 중앙 영역과, 중앙 영역의 적어도 일측에 위치하는 주변 영역을 포함할 수 있다. 전극 시트의 중앙 영역은 전극 시트의 주변 영역에 의해 둘러싸일 수 있다.
돌기(400)가 배치되는 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)은 커터(예: 도 2의 커터(200))의 동작에 맞추어 전극 시트의 주변 영역을 제외한 중앙 영역을 가압할 수 있다. 돌기(400)는 전극 시트의 주변 영역과 접촉하지 않고 전극 시트의 중앙 영역과 접촉할 수 있다. 돌기(400)의 크기는 커터에 의해 커팅된 단위 전극 및/또는 그리퍼 플레이트(312)의 크기보다 작을 수 있다. 돌기(400)의 길이(L1)는 단위 전극의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 일 예로, 돌기(400)의 길이(L1)는 단위 전극 길이의 절반 수준으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 돌기(400)의 하면은 전극 커팅 공정시 전극 시트와 접촉할 수 있다. 제1 그리퍼(320)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)는 전극 커팅 공정시 전극 시트와 접촉하지 않을 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼와 전극 시트 간의 배치 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전극 시트(100)는 중앙 영역(110) 및 주변 영역(120)을 포함할 수 있다. 전극 시트(100)의 중앙 영역(110)의 적어도 일부는 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)과 대응될 수 있다. 전극 시트(100)의 주변 영역(120)의 적어도 일부는 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)과 대응될 수 있다. 전극 시트(100)의 중앙 영역(110)의 표면은 균일하게 형성될 수 있다. 전극 시트(100)의 주변 영역(120)은 전극 시트(100)의 중앙 영역(110)보다 표면이 불균일하게 형성될 수 있다. 전극 시트(100)의 주변 영역(120)에는 커팅 공정의 전 공정(예: 전극 롤 프레스(roll press) 공정)에서 너울(또는 주름)이 발생되어 전극 시트(100)의 주변 영역(120)의 표면은 불균일할 수 있다.
전극 시트(100)의 커팅 공정시, 제1 그리퍼(310)의 돌기(400)는 전극 시트(100)를 가압할 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 돌기(400)는 전극 시트(100)의 중앙 영역(110)을 가압할 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 돌기(400)는 너울이 발생될 가능성이 큰 전극 시트(100)의 주변 영역(120)을 회피하도록 형성될 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 돌기(400)는 전극 시트(100)의 주변 영역(120)을 가압하지 않을 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)은 전극 시트(100)의 주변 영역(120)을 가압하지 않을 수 있다. 이와 같이, 제1 그리퍼(310)는 전극 시트(100) 상면의 전체 면적이 아닌, 일부 영역(주변 영역(120)을 제외한 영역)을 그리핑할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 방지할 수 있다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 그리퍼(310) 및 제2 그리퍼(320) 중 적어도 어느 하나에는 조립 공차에 의한 틀어짐이 발생될 수 있다. 조립 공차에 의해 제1 그리퍼(310)에 틀어짐이 발생하더라도, 제1 그리퍼(310)는 너울이 발생될 가능성이 큰 전극 시트(100)의 주변 영역(120)과 접촉(또는, 가압)하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 커팅 장치에 포함되는 그리퍼를 나타내는 단면도이다. 도 5에 도시된 그리퍼는 도 3 내지 도 4b에 도시된 그리퍼(300)와 대비하여 도 3 내지 도 4b에 도시된 제1 그리퍼의 돌기(400) 대신에 제1 그리퍼(310)의 개구부(500)를 구비하는 것을 제외하고는 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 개구부(500)를 제외한 나머지 구성의 설명은 도 3 내지 도 4b의 설명이 준용될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)의 적어도 일부는 제2 영역(A2)보다 제2 그리퍼(320)를 향하는 제2 방향(D2)으로 돌출될 수 있다. 제1 그리퍼(310)는 제2 영역(A2)의 적어도 일부에 배치되는 개구부(500)를 포함할 수 있다.
제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)의 하면과, 제2 그리퍼(320)의 상면(예: 제1 방향(D1)을 향하는 면)은 전극 커팅 공정시 제1 이격 거리(d1)로 이격될 수 있다. 개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)과 제2 그리퍼(320)의 상면은 전극 커팅 공정시 제2 이격 거리(d2)로 이격될 수 있다. 제1 이격 거리(d1)는 제2 이격 거리(d2)와 다를 수 있다. 제1 이격 거리(d1)는 제2 이격 거리(d2)보다 작게 형성될 수 있다. 전극 커팅 공정시 제1 이격 거리(d1)는 전극 시트(예: 도 2의 전극 시트(100))의 두께와 대응되는 크기를 가지며, 제2 이격 거리(d2)는 전극 시트의 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)과, 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(또는, 단차)(s2)는 개구부(500)의 깊이와 대응될 수 있다. 개구부(500)의 바닥면(501)과, 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(s2)는 전극 시트의 주변 영역의 두께를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)과, 제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312) 간의 높이 차이(s2)는 0.4mm 내지 0.6mm일 수 있다.
제1 그리퍼(310)의 그리퍼 플레이트(312)는 전극 시트의 커팅 공정시 제1 그리퍼(210) 및 제2 그리퍼(220) 사이에 고정되는 전극 시트의 일부 영역과 접촉할 수 있다. 제1 그리퍼(310)는 커터(예: 도 2의 커터(200))의 동작에 맞추어 전극 시트의 주변 영역을 제외한 중앙 영역을 가압할 수 있다. 개구부(500)에 의해, 제1 그리퍼(310)는 전극 시트의 주변 영역과 접촉하지 않고 전극 시트의 중앙 영역과 접촉할 수 있다.
개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)보다 제2 그리퍼(320)를 향해 돌출되는 제1 영역(A1)의 그리퍼 플레이트(312)의 크기는 커터에 의해 커팅된 단위 전극 및/또는 그리퍼 플레이트(312)의 크기보다 작을 수 있다. 개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)보다 돌출되는 제1 영역(A1)의 그리퍼 플레이트(312)의 길이(L2)는 단위 전극의 길이보다 작게 형성될 수 있다. 일 예로, 개구부(500)에 의해 형성된 바닥면(501)보다 돌출되는 제1 영역(A1)의 그리퍼 플레이트(312)의 길이(L2)는 단위 전극 길이의 절반 수준으로 형성될 수 있다.
제1 그리퍼(310)의 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)의 하면은 전극 커팅 공정시 전극 시트와 접촉할 수 있다. 제1 그리퍼(320)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)는 개구부(500)에 의해 전극 커팅 공정시 전극 시트의 적어도 일부와 접촉하지 않을 수 있다. 제1 그리퍼(320)의 제2 영역(A2)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)는 너울이 발생될 가능성이 큰 전극 시트(100)의 주변 영역(120)과 접촉(또는, 가압)하지 않을 수 있다.
이와 같이, 제1 그리퍼(310)는 전극 시트(100) 상면의 전체 면적이 아닌, 일부 영역(주변 영역(120)을 제외한 영역)을 그리핑할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서는 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)의 일부 영역에서, 그리퍼 플레이트(312)의 두께는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 개구부(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 그리퍼 플레이트(312)의 하면(예: 제2 방향(D2)을 향하는 면)으로부터 그리퍼 플레이트(312)의 상면(예: 제1 방향(D1)을 향하는 면)을 향해 오목한 홈 형태로 형성될 수 있다. 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)의 나머지 영역에서, 그리퍼 플레이트(312)의 두께는 제1 영역(A1)에서의 그리퍼 플레이트(312)의 두께와 동일할 수 있다. 이 경우, 그리퍼 플레이트(312)는 너울이 발생될 가능성이 큰 전극 시트(100)의 주변 영역(120)의 일부와 접촉될 수 있지만, 개구부(500)에 의해 그리퍼 플레이트(312)와 전극 시트 간의 접촉 면적이 최소화될 수 있다. 이에 따라, 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 최소화할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 개구부(500)는 제1 그리퍼(310)의 제2 영역(A2)의 전체 영역에서, 그리퍼 플레이트(312)의 두께는 제1 영역(A1)에 배치되는 그리퍼 플레이트(312)의 두께보다 얇게 형성될 수 있다. 이 경우, 그리퍼 플레이트(312)는 너울이 발생될 가능성이 큰 전극 시트(100)의 주변 영역 전체와 접촉되지 않을 수 있다. 이에 따라, 라미네이션 공정시 전극 시트(또는, 단위 전극)의 위치 불량(예: 틀어짐)을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
1: 이차전지 10: 전극 조립체
100: 전극 시트 200: 커터
300: 그리퍼 400: 돌기
500: 개구부

Claims (10)

  1. 전극 시트를 단위 전극으로 커팅하는 커터와;
    상기 커터의 전방에 위치하며, 상기 커터의 동작에 맞추어 상기 전극 시트를 양측에서 고정하는 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼를 포함하며,
    상기 제1 그리퍼는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 적어도 일측에 위치하는 제2 영역을 포함하며,
    상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 제2 영역보다 상기 제2 그리퍼를 향해 돌출되는 전극 커팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 그리퍼는 상기 전극 시트의 상면을 가압하며,
    상기 제2 그리퍼는 상기 전극 시트의 하면을 가압하는 전극 커팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 시트는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 적어도 일측에 위치하는 주변 영역을 포함하며,
    상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 커터의 동작에 맞추어 상기 전극 시트의 주변 영역의 적어도 일부를 제외한 상기 중앙 영역을 가압하는 전극 커팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 그리퍼는,
    상기 제1 영역의 적어도 일부에 배치되며 상기 제2 그리퍼를 향하는 방향으로 돌출되는 돌기를 포함하는 전극 커팅 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌기의 하면과 상기 제1 그리퍼의 상기 제2 영역의 하면 간의 높이 차이는 0.4mm~0.6mm인 전극 커팅 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌기의 길이는 상기 단위 전극의 길이보다 짧은 전극 커팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 그리퍼는,
    상기 제2 영역의 적어도 일부에 배치되며 상기 제2 그리퍼를 향하는 방향과 반대 방향으로 오목한 개구부를 포함하는 전극 커팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 개구부에 의해 형성된 바닥면과 상기 제1 그리퍼의 제1 영역의 하면 간의 높이 차이는 4mm~6mm인 전극 커팅 장치.
  9. 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼가 전극 시트를 양측에서 가압하여 고정하는 단계와;
    상기 제1 그리퍼 및 제2 그리퍼의 후방에 위치하는 커터가 상기 전극 시트를 단위 전극으로 커팅하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 그리퍼는 제1 영역과, 상기 제1 영역의 적어도 일측에 위치하는 제2 영역을 포함하며,
    상기 제1 그리퍼의 제1 영역은 상기 제2 영역보다 상기 제2 그리퍼를 향해 돌출되는 전극 커팅 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전극 시트는 중앙 영역과, 상기 중앙 영역의 적어도 일측에 위치하는 주변 영역을 포함하며,
    상기 전극 시트를 고정하는 단계는,
    상기 전극 시트의 주변 영역을 제외한 상기 중앙 영역을 상기 제1 그리퍼의 제1 영역에 배치되는 돌기로 가압하는 단계를 포함하는 전극 커팅 방법.
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KR101963739B1 (ko) * 2017-11-07 2019-03-29 (주)피토 적층형 2차전지의 분리막 마감장치
KR101974438B1 (ko) * 2018-07-16 2019-05-02 주식회사 셀텍 이차전지 셀의 테라스부 잔여 부위 자동 절단 장치
KR102655101B1 (ko) * 2018-11-23 2024-04-08 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀의 전극리드 절단장치
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