KR20230127962A - 이차전지 제조용 세정 장치 - Google Patents

이차전지 제조용 세정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230127962A
KR20230127962A KR1020230111057A KR20230111057A KR20230127962A KR 20230127962 A KR20230127962 A KR 20230127962A KR 1020230111057 A KR1020230111057 A KR 1020230111057A KR 20230111057 A KR20230111057 A KR 20230111057A KR 20230127962 A KR20230127962 A KR 20230127962A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cleaning
cutter
electrode
suction
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020230111057A
Other languages
English (en)
Inventor
배성호
Original Assignee
(주)엔피에스
배성호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엔피에스, 배성호 filed Critical (주)엔피에스
Publication of KR20230127962A publication Critical patent/KR20230127962A/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/04—Cleaning by suction, with or without auxiliary action
    • B08B5/043—Cleaning travelling work
    • B08B5/046—Cleaning moving webs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/0082—Dust eliminating means; Mould or press ram cleaning means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/04—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs co-operating with one another, e.g. with co-operating cones
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은, 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 전극 집전체의 무지부를 전단하여 전극 탭을 형성하는 노칭 장치의 커터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 승화성을 갖는 고상의 세정 입자를 커터의 미리 정해진 세정면을 향해 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 노즐을 구비하는 세정 유닛; 상기 세정면으로부터 분리된 이물질의 입자들을 흡입하여 제거하는 석션; 및 상기 세정 유닛 및 상기 석션을 상기 커터와 상기 무지부 사이의 간격으로 진입시키거나 상기 간격으로부터 인출시키도록 왕복 이송하는 이송 유닛을 포함한다.

Description

이차전지 제조용 세정 장치{Cleaning device for manufacturing secondary device}
본 발명은, 이차전지의 제조를 위한 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것이다.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 이차 전지는 복수의 전극들과 복수의 분리막들이 교대로 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스 등을 포함한다. 또한, 전극은, 전극 집전체와, 전극 집전체의 일면에 도포된 전극 활물질로 이루어진 전극 활물질층 등을 구비한다.
일반적으로 전극 활물질층은, 슬롯 다이 코터를 이용해 전극 집전체의 일면에 전극 활물질 슬러리를 도포하여 전극 활물질층을 형성하는 코팅 공정과, 전극 활물질층이 형성된 전극을 압연하는 압연 공정 등을 형성한다. 특히, 압연 공정은, 전극을 지지하는 히팅 플레이트와, 전극이 히팅 플레이트에 의해 지지된 상태에서 전극을 가압하여 전극 활물질층을 전극 집전체에 점착하는 가압 롤러 등을 이용해 진행한다. 그런데, 전극 활물질층과 접촉되는 가압 롤러의 접촉면에는, 전극 활물질, 기타 이물질이 부착될 수 있다. 이에, 종래에는 가압 롤러에 부착된 이물질의 외형이 전극 활물질층에 그대로 전사되어 전극 활물질층에 단차가 형성되는 등 가압 롤러에 부착된 이물질로 인해 전극 활물질층의 형상이 불균일해진다는 문제점이 있었다.
한편, 전극 집전체의 전체 영역 중 전극 활물질이 도포되지 않아 외부로 노출분 영역을 무지부라고 한다. 이러한 무지부 특히, 특히 전극 집전체의 폭 방향 단부를 전단 가공(shearing)하여 전극 탭을 형성하는 것을 노칭 공정이라 한다.
이러한 노칭 공정은, 전극 집전체를 지지하는 하부 금형과, 전극 집전체의 무지부를 전단 가공하여 전극 탭을 형성하는 커터가 구비된 상부 금형 등을 이용해 실시한다. 그런데, 일반적으로 전극 탭은, 무지부 및 무지부와 인접한 전극 활물질층의 일부 영역을 함께 전단 가공하여 형성한다. 이로 인해, 전극 탭의 형성 시 무지부 또는 전극 활물질층과 접촉되는 커터의 접촉면에는, 전극 활물질, 기타 이물질이 부착된다. 이에, 종래에는 커터의 접촉면에 부착된 이물질로 인해, 전극 탭의 전단면이 오염되거나, 전극 탭의 형상이 불균해진다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극의 압연 공정에 사용되는 가압 롤러를 세정 가능하도록 구조를 개선한 이차전지 제조용 세정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
나아가, 본 발명은, 전극의 노칭 공정에 사용되는 커터를 세정 가능하도록 구조를 개선한 이차전지 제조용 세정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 바람직한 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치는, 전극 집전체의 일면에 형성된 전극 활물질층을 전극 집전체에 점착하는 롤 프레스 장치의 가압 롤러에 부착된 이물질을 제거하기 위한 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 승화성을 갖는 고상의 세정 입자를 가압 롤러의 미리 정해진 세정면을 향해 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 노즐을 구비하는 세정 유닛; 및 상기 세정면으로부터 분리된 이물질의 입자들을 흡입하여 제거하는 석션을 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치는, 전극 집전체의 무지부를 전단하여 전극 탭을 형성하는 노칭 장치의 커터에 부착된 이물질을 제거하기 위한 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 승화성을 갖는 고상의 세정 입자를 커터의 미리 정해진 세정면을 향해 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 노즐을 구비하는 세정 유닛; 상기 세정면으로부터 분리된 이물질의 입자들을 흡입하여 제거하는 석션; 및 상기 세정 유닛 및 상기 석션을 상기 커터와 상기 무지부 사이의 간격으로 진입시키거나 상기 간격으로부터 인출시키도록 왕복 이송하는 이송 유닛을 포함한다.
본 발명은, 이차전지 제조용 세정 장치에 관한 것으로서, 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명은, 드라이아이스 미세입자, 기타 승화성을 갖는 고상의 세정 입자를 이용해, 이차전지의 제조 공정 중 전극의 압연 공정을 실시하기 위한 롤 프레스 장치의 가압 롤러의 세정면을 세정할 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 가압 롤러의 세정면을 세정 부재를 이용해 물리적으로 긁어 내어 세정하거나 화학 물질로 처리하여 세정하는 종래의 세정 장치에 비해 가압 롤러의 손상을 최소화할 수 있고, 수분, 유분, 기타 다양한 종류의 이물질을 가압 롤러로부터 용이하게 제거할 수 있다.
둘째, 본 발명은, 드라이아이스 미세 입자, 기타 승화성을 갖는 고상의 세정 입자를 이용해, 이차전지의 제조 공정 중 전극의 노칭 공정을 실시하기 위한 노칭 장치의 커터를 세정할 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 커터의 세정면을 세정 부재를 이용해 물리적으로 긁어 내어 세정하거나 화화 물질로 처리하여 세정하는 종래의 세정 장치에 비해 커터의 손상을 최소화할 수 있고, 수분, 유분, 기타 다양한 종류의 이물질을 커터로부터 용이하게 제거할 수 있다.
셋째, 본 발명은, 커터와 전극 원단 사이의 좁은 간격에 세정 노즐을 진입시켜 커터의 세정면을 세정할 수 있다. 이러한 본 발명에 의하면, 상부 금형으로부터 커터를 분리한 후 세정을 진행하는 종래의 세정 방식에 비해, 커터의 분리 및 재조립에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 커터의 분리 및 재조립 과정에서 커터가 오장착되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명은 제1 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 전극 집전체 원단에 전극 활물질층이 형성된 상태를 나타내는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 가압 롤러의 외면에 이물질이 부착된 상태를 나타내는 도면.
도 4는 노칭 장치의 정면도.
도 5는 도 4에 도시된 노칭 장치의 측면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치와 노칭 장치의 위치 관계를 나타내는 평면도.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 이차전지 제조용 세정 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명은 제1 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 전극 집전체 원단에 전극 활물질층이 형성된 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 가압 롤러의 외면에 이물질이 부착된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 이차전지의 제조 공정 중 전극의 압연 공정에 사용되는 롤 프레스 장치에 구비된 가압 롤러(340)를 세정하기 위한 장치이다.
전극의 압연 공정이란, 코팅 공정에서 전극 집전체 원단(C)의 일면에 형성된 전극 활물질층(A)을 압연하여 전극 집전체 원단(C)에 점착시키는 공정을 말한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 코팅 공정과 압연 공정은 롤투롤 방식을 통해 실시한다.
먼저, 도 1, 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 코팅 공정에서는, 슬롯 다이 코터(320)를 이용해, 언와인더(310)로부터 권출된 후 가이드 롤러(360)에 의해 안내되어 슬롯 다이 코터(320)의 설치 위치(Y)까지 공급된 전극 집전체 원단(C)의 일면에 전극 활물질 슬러리를 도포하여 전극 활물질층(A)을 형성한다. 여기서, 위치(X)는 언와인더(310)의 설치 위치와 슬롯 다이 코터(320)의 설치 위치 사이의 위치이다. 도 2(a)를 참조하면, 이러한 위치(X)를 통과하는 전극 집전체 원단은 전극 활물질 슬러리가 아직 도포된 상태이다.
다음으로, 도 1, 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 압연 공정에서는, 전극 활물질층(A)에 열을 인가 가능한 히팅 플레이트(330)를 이용해, 슬롯 다이 코터(320)를 통과한 후 가이드 롤러(360)에 의해 안내되어 가압 롤러(340)의 설치 위치(Z)까지 전달된 전극 집전체 원단(C)을 지지한 상태에서, 가압 롤러(340)를 이용해 전극 활물질층(A)을 가압하여 전극 활물질층(A)을 전극 집전체 원단(C)에 점착시킨다. 이러한 압연 공정을 통해 압연된 전극 활물질층(A1)이 점착된 전극 집전체 원단(C)은 가이드 롤러(360)의 안내 하에 리와인더(350)에 권취되어 회수될 수 있다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 압연 공정을 진행하는 과정(①->④)에서, 전극 활물질층(A)과 접촉되는 가압 롤러(340)의 접촉면에는, 전극 활물질, 수분, 기타 이물질(P)이 부착될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 압연 공정에서 가압 롤러(340)의 접촉면에 부착된 이물질(P)을 제거 가능하도록 마련된다.
이러한 이차전지 제조용 세정 장치(100)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 이처전지 제조용 세정 장치(100)는, 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해 가압 롤러(340)의 미리 정해진 세정면을 세정하는 세정 유닛(110)과, 가압 롤러(340)의 세정면을 향해 이온(I)을 방사하여, 세정 입자(W)에 의해 대전된 세정면을 중화시키는 이노나이저(120)와, 세정 입자(W)에 의해 세정면으로부터 분리된 이물질(P)의 입자들을 흡입하여 회수하는 석션(130) 등을 포함할 수 있다. 가압 롤러(340)의 세정면이란, 전술한 가압 롤러(340)의 접촉면인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 가압 롤러(340)의 세정면은, 전술한 가압 롤러(340)의 접촉면 이외에 그 인접 영역도 함께 포함할 수 있다.
세정 유닛(110)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 세정 유닛(110)은, 세정 입자(W)를 공급하는 세정 입자 공급원(미도시)과, 캐리어 가스(G)를 공급하는 캐리어 가스 공급원(미도시)과, 세정 입자 공급원로부터 공급된 세정 입자(W) 및 캐리어 가스 공급원으로부터 공급된 캐리어 가스(G)를 혼합하여 가압 롤러(340)의 세정면을 향해 분사하는 세정 노즐(112) 등을 구비할 수 있다.
세정 입자(W)로서 사용 가능한 세정 물질은, 승화성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 세정 입자(W)는, C02로 구성될 수 있다. 세정 입자 공급원은 액상의 세정 물질 즉, 액상의 C02를 세정 노즐(112)에 공급하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐리어 가스(G)로서 사용 가능한 가스의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 캐리어 가스(G)는, 고순도의 에어 또는 질소(N02)일 수 있다. 캐리어 가스 공급원은, 이러한 캐리어 가스(G)를 미리 정해진 기준 압력(예를 들어, 6 bar) 이상으로 가압하여 세정 노즐(112)에 공급한다.
세정 노즐(112)은, 세정 입자 공급원으로부터 공급된 액상의 세정 물질 및 캐리어 가스 공급원으로부터 공급된 캐리어 가스(G)를 혼합하여 세정면을 향해 분사 가능하도록 마련되되, 액상의 세정 물질이 고상의 세정 입자(W)로 상전이된 상태로 세정면에 도달하도록 마련된다.
일반적으로, C02와 같이 승화성을 갖는 물질의 경우에, 액상의 상태로 대기 중에 소정의 시간 이상만큼 노출되면 고상으로 상전이된 후, 기상으로 승화되는 성질을 갖는다. 이에, 세정 노즐(112)은, 세정 노즐(112)로부터 분사된 액상의 세정 물질이 세정면에 도달하는 과정에서 고상의 세정 입자(W)로 상전이되도록, 세정면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치에서 세정 물질을 분사 가능하도록 설치된다. 예를 들어, 세정 물질이 C02인 경우에, 세정 노즐(112)은, 세정 노즐(112)로부터 분사된 액상의 C02가 세정면에 도달하는 과정에서 드라이아이스 미세 입자(snow & pellet)로 상전이되도록, 세정면으로부터 미리 정해진 거리만큼 이격된 위치에서 세정 물질을 분사 가능하게 설치될 수 있다. 이를 위하여, 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 세정 노즐(112)을 가압 롤러(340)에 근접되거나 가압 롤러(340)로부터 이격되도록 왕복 이송 가능한 노즐 이송 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
이러한 세정 유닛(110)을 이용한 가압 롤러(340)의 세정 시기 및 세정 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 세정 노즐(112)은, 전극 집전체 원단(C)에 점착된 전극 활물질층(A)으로부터 미리 정해진 거리 이상만큼 이격되도록 초기 위치(①)에 배치된 가압 롤러(340)의 세정면을 향해 고상의 세정 입자(W)를 분사 가능하게 설치될 수 있다. 세정 입자(W)의 분사 시, 가압 롤러(340)는, 세정 입자(W)가 세정면의 전체 영역에 걸쳐 고르게 분사될 수 있도록, 회전 구동되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 세정 물질이 CO2이고, 고상의 세정 입자(W)가 드라이아이스 미세입자인 경우를 예로 들어, 세정 입자(W)에 의해 가압 롤러(340)의 세정면이 세정되는 양상을 설명하기로 한다.
고속 고압의 캐리어 가스(G)의 안내 하에 의해 세정면에 도달한 드라이아이스 미세입자는, 가압 롤러(340)에 부착된 이물질(P)과 충돌되어, 이물질에 물리적인 충격력을 인가한다. 이로 인해, 가압 롤러(340)에 부착된 이물질은 세정면으로부터 분리된다. 이와 함께, 드라이아이스 미세입자와 세정면의 충돌 시, 저온 기류에 의한 열 충격으로 인해 이물질이 냉각 및 수축됨으로써 이물질에 균열이 발생하고, 드라이아이스 미세입자가 승화되어 부피가 현저히 팽창함으로 인해 이물질(P)이 세정면으로부터 박리된다. 또한, 이물질(P)에 포함된 유기물은 드라이아이스에 의해 용해되어 제거되고, 이물질에 포함된 수분은 드라이아이스에 의해 얼어 고상으로 상전이된 후 승화되어 제거된다.
이러한 과정을 통해, 드라이아이스 미세입자는 가압 롤러(340)의 세정면에 부착된 전극 활물질, 수분, 유분, 기타 이물질(P)을 제거하여, 가압 롤러(340)의 세정면을 세정할 수 있다.
세정 노즐(112)로부터 분사된 드라이아이스 미세입자의 크기가 적정 수준 이상만큼 커지면, 세정면에 부착된 이물질(P)에 포함된 수분은 드라이아이스 미세입자로부터 전달된 에너지로 인해 신속하게 승화되지 못하고 액상으로 소정 시간 이상만큼 잔류될 우려가 있다. 이에, 세정 노즐(112)은, 드라이아이스 미세입자가 미리 정해진 기준 크기 이하의 직경을 갖도록 마련되는 것이 바람직하다.
이노나이저(120)는 양이온/음이온 등의 이온(I)을 세정면을 향해 방사 가능하도록 설치된다. 이노나이저(120)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 이노나이저(120)는 초기 위치(①)에 배치된 가압 롤러(340)를 중심으로 세정 노즐(112)로부터 미리 정해진 각도 간격만큼 이격되도록 설치될 수 있다. 또한, 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 이노나이저(120)를 가압 롤러(340)에 근접되거나 가압 롤러(340)로부터 이격되도록 왕복 이송 가능한 이오나이저 이송 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
드라이아이스 미세입자가 세정면과 충돌되는 경우에, 세정면은 점진적으로 대전될 수 있다. 이처럼 드라이아이스 미세입자에 의해 세정면이 대전되면, 세정면으로부터 분리된 이물질(P)의 입자들이 정전기에 의해 세정면에 다시 부착됨으로써, 드라이아이스 미세입자를 이용한 이물질(P)의 제거 효율이 떨어질 우려가 있다. 그런데, 이노나이저(120)에 의해 방사된 이온(I)이 세정면과 접촉되면 세정면이 중화되는바, 이를 통해 이노나이저(120)는 정전기로 인해 이물질(P)이 세정면에 다시 부착되는 것을 방지할 수 있다.
석션(130)은 석션 배관(미도시)을 통해 외부로부터 인가된 음압을 이용해 가압 롤러(340)의 세정면으로부터 분리된 이물질(P)의 파티클을 진공 흡입하여 회수 가능하도록 마련된다. 석션(130)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 석션(130)은 초기 위치(①)에 배치된 가압 롤러(340)를 중심으로 세정 노즐(112)로부터 미리 정해진 각도 간격만큼 이격되도록 설치될 수 있다. 또한, 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 석션(130)을 가압 롤러(340)에 근접되거나 가압 롤러(340)로부터 이격되도록 왕복 이송 가능한 석션 이송 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
위와 같이, 이차전지 제조용 세정 장치(100)는, 드라이아이스 미세입자, 기타 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해, 이차전지의 제조 공정 중 전극의 압연 공정을 실시하기 위한 롤 프레스 장치의 가압 롤러(340)의 세정면을 세정할 수 있다. 이처럼 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해 가압 롤러(340)의 세정면을 세정하면, 가압 롤러(340)의 세정면을 세정 부재를 이용해 물리적으로 긁어 내어 세정하거나 화확 물질로 처리하여 세정하는 종래의 세정 장치에 비해 가압 롤러(340)의 손상을 최소화할 수 있고, 전극 활물질, 수분, 유분, 기타 다양한 종류의 이물질(P)을 가압 롤러(340)로부터 용이하게 제거할 수 있다.
도 4는 노칭 장치의 정면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 노칭 장치의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치와 노칭 장치의 위치 관계를 나타내는 평면도이고, 도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 이차전지 제조용 세정 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조용 세정 장치(200)는, 이차전지의 제조 공정 중 노칭 공정에 사용되는 노칭 장치(370)에 구비된 커터(382)를 세정하기 위한 장치이다.
노칭 공정이란, 전극 집전체(C1)의 무지부(C2)를 노칭 장치(370)의 커터(382)를 이용해 전단 가공하여 전극 탭을 형성하는 공정을 말한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 노칭 장치(370)는, 전극 집전체(C1)의 무지부(C2)를 가압 및 전단하여 전극 탭을 형성하는 적어도 하나의 커터(382)를 갖고, 전극 원단(F)의 상측에 설치되는 상부 금형(380)과, 상부 금형(380)을 전극 원단(F)에 근접되거나 전극 원단(F)으로부터 이격되도록 왕복 이송하는 상부 금형 이송 유닛(미도시)과, 무지부(C2)를 전단한 커터(382) 중 어느 하나가 삽입되도록 요입 형성된 적어도 하나의 삽입홈(392)을 갖고, 전극 원단(F)을 지지 가능하도록 전극 원단(F)의 하측에 설치되는 하부 금형(390)과, 하부 금형(390)을 전극 원단(F)에 근접되거나 전극 원단(F)으로부터 이격되도록 왕복 이송하는 하부 금형 이송 유닛(미도시)과, 상부 금형(380)과 하부 금형(390) 각각의 이송을 안내하는 리니어 부싱(400) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 전극 원단(F)은, 전극 집전체(C1)와, 전극 집전체(C1)의 일면에 형성된 전극 활물질층(A2)의 복합체를 말한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전술한 노칭 장치(370)에 의하면, 하부 금형(390)을 이용해 전극 원단(F)을 지지한 상태에서, 상부 금형(380)의 커터(382)를 이용해 전극 집전체(C1)의 무지부(C2) 및 무지부(C2)와 인접한 전극 활물질층(A2)의 일 영역을 함께 가압 및 전단하여, 전극 탭을 형성할 수 있다. 이처럼 커터(382)를 이용해 전극 탭을 형성하는 과정에서, 무지부(C2) 및 전극 활물질층(A)과 접촉되는 커터(382)의 접촉면에는, 전극 활물질, 수분, 유분 기타, 이물질이 부착될 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 이차전지 제조용 세정 장치(200)는, 노칭 공정에서 커터(382)의 접촉면에 부착된 이물질을 제거 가능하도록 마련된다.
이러한 이차전지 제조용 세정 장치(200)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 이차전지 제조용 세정 장치(200)는, 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해 커터(382)의 미리 정해진 세정면을 세정하는 세정 유닛(210)과, 커터(382)의 세정면을 향해 이온(I)을 방사하여, 세정 입자(W)에 의해 대전된 세정면을 중화시키는 이노나이저(220)와, 세정 입자(W)에 의해 세정면으로부터 분리된 이물질의 입자들을 흡입하여 회수하는 석션(230) 등을 포함할 수 있다. 커터(382)의 세정면이란, 전술한 커터(382)의 접촉면인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 커터(382)의 세정면은, 전술한 커터(382)의 접촉면 이외에 그 인접 영역도 함께 포함할 수 있다.
세정 유닛(210)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 세정 유닛(210)은, 세정 입자 공급원(미도시)과, 캐리어 가스 공급원(미도시)과, 세정 노즐(212) 등을 구비할 수 있다.
세정 입자(W)로서 사용 가능한 세정 물질과, 캐리어 가스(G)로서 사용 가능한 가스와, 세정 노즐(212)의 구조는 각각 전술한 이차전지 제조용 세정 장치(100)의 경우와 동일 내지는 유사한 바, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
세정 노즐(212)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 세정 노즐(212)은, 후술할 석션 이송 유닛(240)에 의해 석션(230) 및 이에 고정 설치된 세정 노즐(212)과 이노나이저(220)가 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 간격에 진입될 때 커터(382)의 세정면을 향해 세정 입자(W)를 분사할 수 있도록, 석션(230) 내부의 미리 정해진 위치에 고정 설치될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 커터(382)는 원단의 이동 방향을 따라 미리 정해진 길이만큼 길게 연장되도록 마련된다. 또한, 커터(382) 중 적어도 하나는 전극 탭의 형상과 대응하는 절곡 구간을 갖도록 마련된다. 여기서, 원단의 이동 방향은 전극 원단(F)의 길이 방향인 것이 바람직하다. 이 경우에, 노칭 장치(370)는, 전극 원단(F)을 길이 방향으로 이송하는 전극 이송 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다. 그러면, 전극 이송 유닛은, 무지부(C2)의 소정 구간에 전극 탭이 형성되면, 전극 원단(F)을 이동 방향을 따라 미리 정해진 피치 간격만큼 이송함으로써, 새로운 전극 탭을 형성하고자 하는 무지부(C2)의 일 구간을 노칭 장치(370)에 진입시킬 수 있다.
위와 같이 커터(382)가 원단의 이동 방향을 따라 길게 연장되도록 마련되는 경우에, 세정 유닛(210)은, 커터(382)와 동일하거나 커터(382)에 비해 미리 정해진 비율만큼 긴 길이만큼 원단의 이동 방향을 따라 길게 연장되도록 마련되는 것이 바람직하다.
이노나이저(220)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 이노나이저(220)는, 후술할 석션 이송 유닛(240)에 의해 석션(230) 및 이에 고정 설치된 세정 노즐(212)과 이노나이저(220)가 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 간격에 진입될 때 적어도 하나의 이온 방사구(222)를 통해 커터(382)의 세정면을 향해 이온(I)를 분사할 수 있도록, 석션(230) 내부의 미리 정해진 위치에 고정 설치될 수 있다. 또한, 이노나이저(220)는, 커터(382)와 동일하거나 커터(382)에 비해 미리 정해진 비율만큼 긴 길이만큼 원단의 이동 방향을 따라 길게 연장되도록 마련되는 것이 바람직하다.
석션(230)의 설치 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 석션(230)은 노칭 장치(370)로부터 원단의 이동 방향의 수직 방향 즉, 원단의 폭 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격되도록 설치될 수 있다. 또한, 석션(230)은 커터(382)의 세정면 쪽을 향해 개방된 트레이 형상을 갖고, 석션(230)의 내부에 세정 노즐(212) 및 이노나이저(220)를 각각 고정 설치할 수 있도록 미리 정해진 폭 및 길이를 갖는다.
이차전지 제조용 세정 장치(200)는, 이러한 석션(230) 및 이에 고정 설치된 세정 노즐(212)과 이노나이저(220)를 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 간격에 함께 진입시키거나 이러한 간격으로부터 인출시킬 수 있도록, 석션(230)을 원단의 폭 방향으로 왕복 이송 가능한 석션 이송 유닛(240)을 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 도 7에 도시된 바와 같이, 세정 노즐(212)은 석션(230) 내부의 양쪽 단부 중 노칭 장치(370)로부터 멀리 이격된 단부에 위치하도록 설치되되, 노칭 장치(370) 쪽을 향해 경사지게 기울어지도록 설치될 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 이노나이저(220)는 세정 노즐(212)에 비해 노칭 장치(370)에 가깝게 위치하도록 설치될 수 있다.
석션 이송 유닛(240)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 석션 이송 유닛(240)은 석션(230)을 원단의 폭 방향으로 왕복 이송 가능한 적어도 하나의 실린더 부재(242)를 구비할 수 있다.
이러한 이차전지 제조용 세정 장치(200)를 이용해 커터(382)의 세정면을 세정하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 세정 주기마다, 석션 이송 유닛(240)을 이용해 석션(230) 등을 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 간격으로 진입시킴과 함께, 세정 유닛(210), 이노나이저(220) 및 석션(230)을 각각 구동할 수 있다. 그러면, 세정 노즐(212)로부터 분사된 세정 입자(W)를 이용해 커터들(382)의 세정면을 순차적으로 세정할 수 있고, 이노나이저(220)로부터 방사된 이온(I)을 이용해 커터들(382)의 세정면을 순차적으로 중화시킬 수 있고, 커터들(382)로부터 분리된 이물질의 파티클을 석션(230)을 이용해 순차적으로 흡입하여 회수할 수 있다.
한편, 석션 이송 유닛(240)은, 석션(230) 등을 원단의 폭 방향을 따라 이송하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 석션 이송 유닛(240)은, 석션(230)을 원단의 이동 방향 즉, 원단의 길이 방향으로 이송하여, 석션(230) 등을 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 간격으로 진입시키거나 이러한 간격으로부터 인출시키도록 마련될 수도 있다.
위와 같이, 이차전지 제조용 세정 장치(200)는, 드라이아이스 미세 입자, 기타 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해, 이차전지의 제조 공정 중 전극의 노칭 공정을 실시하기 위한 노칭 장치(370)의 커터(382)의 세정면을 세정할 수 있다. 이처럼 승화성을 갖는 고상의 세정 입자(W)를 이용해 커터(382)의 세정면을 세정하면, 커터(382)의 세정면을 세정 부재를 이용해 물리적으로 긁어 내어 세정하거나 화학 물질로 처리하여 세정하는 종래의 세정 장치에 비해 커터(382)의 손상을 최소화할 수 있고, 수분, 유분, 기타 다양한 종류의 이물질을 커터(382)로부터 용이하게 제거할 수 있다.
또한, 이차전지 제조용 세정 장치(200)에 의하면, 커터(382)와 전극 원단(F) 사이의 좁은 간격에 세정 노즐(212)을 진입시켜 커터(382)의 세정면을 세정할 수 있다. 이에, 이차전지 제조용 세정 장치(200)를 이용하면, 상부 금형(380)으로부터 커터(382)를 분리한 후 커터(382)의 세정면을 세정하는 종래의 세정 방식에 비해, 커터(382)의 분리 및 재조립에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 커터(382)의 분리 및 재조립 과정에서 커터(382)가 오장착되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 이차전지 제조용 세정 장치
110 : 세정 유닛
112 : 세정 노즐
120 : 이오 나이저
130 : 석션
200 : 이차전지 제조용 세정 장치
210 : 세정 유닛
212 : 세정 노즐
220 : 이오나이저
222 : 이온 방사구
230 : 석션
240 : 석션 이송 유닛
242 : 실린더 부재
310 : 언와인더
320 : 슬롯 다이 코터
330 : 히팅 플레이트
340 : 가압 롤러
350 : 리와인더
360 : 가이드 롤러
370 : 노칭 장치
380 : 상부 금형
382 : 커터
390 : 하부 금형
392 : 삽입홈
400 : 리니어 부싱
F : 전극 원단
C : 전극 집전체 원단
C1 : 전극 집전체
C2 : 무지부
A : 전극 활물질층
A1 : 전극 활물질층
A2 : 전극 활물질층
P : 이물질
W : 세정 입자
G : 캐리어 가스
I : 이온

Claims (1)

  1. 전극 원단에 포함된 전극 집전체의 무지부를 전단하여 전극 탭을 형성하도록 노칭 장치에 구비된 커터를 세정하기 위한 이차전지 제조용 세정 장치에 있어서,
    상기 커터의 미리 정해진 세정면을 향해 세정 물질을 분사하여 상기 세정면에 부착된 이물질을 제거하는 세정 노즐을 구비하는 세정 유닛;
    상기 세정면으로부터 분리된 이물질의 입자들을 흡입하여 제거하는 석션; 및
    상기 세정 유닛 및 상기 석션을 상기 커터와 상기 전극 원단 사이의 간격으로 진입되거나 상기 간격으로부터 인출되도록 왕복 이송하는 이송 유닛을 포함하는, 이차전지 제조용 세정 장치.
KR1020230111057A 2019-10-01 2023-08-24 이차전지 제조용 세정 장치 KR20230127962A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190121798 2019-10-01
KR1020190121798 2019-10-01
KR1020200128286A KR102572020B1 (ko) 2019-10-01 2020-10-05 이차전지 제조용 세정 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200128286A Division KR102572020B1 (ko) 2019-10-01 2020-10-05 이차전지 제조용 세정 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230127962A true KR20230127962A (ko) 2023-09-01

Family

ID=75444099

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200128286A KR102572020B1 (ko) 2019-10-01 2020-10-05 이차전지 제조용 세정 장치
KR1020230111057A KR20230127962A (ko) 2019-10-01 2023-08-24 이차전지 제조용 세정 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200128286A KR102572020B1 (ko) 2019-10-01 2020-10-05 이차전지 제조용 세정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102572020B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102486248B1 (ko) * 2022-01-18 2023-01-11 유니스주식회사 압연 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012204134A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Toyota Motor Corp 電池用電極の製造方法および電池用電極の製造装置
KR101600536B1 (ko) * 2014-04-30 2016-03-07 주식회사 코엠 2차전지 권취시스템의 분리막 커터 브러싱 장치
KR101533931B1 (ko) * 2014-07-07 2015-07-03 주식회사 아이엠티 3차원 웨이퍼 표면 세정 방법 및 장치
KR101926451B1 (ko) * 2017-08-03 2018-12-10 김기현 이차전지의 전극 가공장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210039319A (ko) 2021-04-09
KR102572020B1 (ko) 2023-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230127962A (ko) 이차전지 제조용 세정 장치
KR100814541B1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조장치
JP5855483B2 (ja) 電池押圧装置および電池押圧方法
JP2008152946A (ja) 非水系二次電池用電極群の製造方法およびその製造装置
KR102472281B1 (ko) 전극의 압연 롤 세정장치 및 세정방법
EP3951972A1 (en) Unit cell, and method and apparatus for manufacturing same
US20020071913A1 (en) Manufacturing device of battery components and process for manufacturing the same
KR102406250B1 (ko) 전극 제조 장치 및 전극 제조 방법
CN206317512U (zh) 补锂设备
CN109465251A (zh) 一种清除极片涂层的工艺及装置
KR101657643B1 (ko) 정전식 금속 다공체 형성장치 및 이를 이용한 정전식 금속 다공체 형성방법
CN116568459A (zh) 用于分离或回收电极的材料的方法、用于制造电极的方法以及电极
JP6663245B2 (ja) エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法
JP6811537B2 (ja) エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、及び多孔質フィルム製造方法
JP2016184559A (ja) 電極ロールプレス装置
KR101747508B1 (ko) 압연롤 세척장치
KR101223560B1 (ko) 이차 전지 캔의 이물질 제거 장치
JP2014120293A (ja) 電極の製造方法
KR101759376B1 (ko) 패턴 전극 형성 시스템 및 패턴 전극 형성 방법
CN115832498B (zh) 一种电池电极的回收设备及回收方法
KR101842145B1 (ko) 배터리 전극 제조 장치
KR20160048367A (ko) 아이티 기기용 배터리 패드-인쇄 장치
CN103474617A (zh) 一种锂电池用涂碳铝箔的生产方法及设备
CN220127063U (zh) 清洁装置和生产设备
KR102564433B1 (ko) 스팀을 이용한 프레스 롤 세척 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal