KR20230150580A - 레이저 노칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 빔을 조사하는 레이저 조사부; 상기 빔이 전극의 노칭라인을 따라 이동하도록 상기 레이저 조사부를 이동시키는 제어부;및 상기 전극을 사이에 두고 배치되며 상기 전극의 이동방향을 따라 움직이는 한 쌍의 제1 그리퍼를 포함하고, 상기 제1 그리퍼는 홀을 포함하고, 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 상기 전극을 파지한 상태에서, 상기 노칭라인은 상기 홀에 의해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭 장치를 제공할 수 있다.

Description

레이저 노칭 장치{LASER NOTCHING APPARATUS}

본 발명은 2차 전지용 전극에 레이저를 조사하여 전극탭을 형성시키는 레이저 노칭 장치에 관한 것이다.

2차 전지용 전극은 집전체(Current collector)에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조되어 형성된다. 전극은 활물질이 도포된 영역과 활물질이 도포되지 않은 영역으로 구분될 수 있는데, 활물질이 도포되지 않은 영역과 함께 활물질이 도포된 영역을 노칭하여, 전극탭을 형성시킬 수 있다.

노칭 공정은 전극에 전극탭을 형성시키는 공정이다. 노칭된 전극은 소정의 길이로 잘려 낱장의 전극으로 적재된다.

노칭 장치는 펀칭부재를 포함하는 금형 상판과 금형 하판과 포함한다. 금형 상판과 금형 하판이 이동하면서, 전극을 펀칭하여 전극탭을 형성시킨다. 그러나, 이러한 노칭 장치는 금형의 유지 비용이 많은 문제점이 있다. 또한, 노칭 공정이 어느 정도 반복되면, 금형이나 펀칭부재 등을 교체해야 하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0089803호(2015.08.05. 공개)

이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 레이저를 통해 전극의 노칭을 균일하게 수행할 수 있는 레이저 노칭 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

실시예는, 빔을 조사하는 레이저 조사부와, 상기 빔이 전극의 노칭라인을 따라 이동하도록 상기 레이저 조사부를 이동시키는 제어부 및 상기 전극을 사이에 두고 배치되며 상기 전극의 이동방향을 따라 움직이는 한 쌍의 제1 그리퍼를 포함하고, 상기 제1 그리퍼는 홀을 포함하고, 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 상기 전극을 파지한 상태에서, 상기 노칭라인은 상기 홀에 의해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭 장치를 제공할 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 노칭영역을 지나도록 상기 한 쌍의 제1 그리퍼를 이송시키는 제1 구동부를 더 포함하고, 상기 제1 구동부는 복수 개의 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 장착되는 제1 벨트와, 상기 제1 벨트를 움직이는 제1 벨트구동부를 포함하고, 상기 제1 벨트구동부는 복수 개의 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 순차적으로 상기 노칭영역을 지나도록 상기 제1 벨트를 순환시켜, 상기 노칭영역에서 상기 전극의 멈춤없이 상기 레이저 조사부에 의해 상기 전극에 대한 노칭이 수행될 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 상기 전극을 파지하거나 파지를 해제하도록 상기 한 쌍의 제1 그리퍼를 움직이는 제1 그리퍼구동부를 더 포함하고, 상기 제1 그리퍼구동부는, 바디와, 상기 바디에 슬라이드 가능하게 결합하는 슬라이딩블록과, 상기 노칭영역에 배치되는 캠을 포함하고, 상기 한 쌍의 제1 그리퍼 중 어느 하나를 제1-1 그리퍼라 하고, 다른 하나를 제1-2 그리퍼라 할 때, 상기 제1-1 그리퍼는 상기 바디에 고정되고, 상기 제1-2 그리퍼는 상기 슬라이딩블록에 장착되어 상기 캠에 접촉하여 움직일 수 있다.

상기 제1 그리퍼구동부는, 상기 제1-2 그리퍼와 상기 바디 사이에 배치되어 신장시 복원력을 갖는 탄성부재를 더 포함하여, 상기 제1-2 그리퍼가 상기 제1-1 그리퍼에 근접하면, 상기 탄성부재는 신장되어 복원력을 가질 수 있다.

상기 제1-2 그리퍼는 상기 캠을 향하여 연장되는 연장부와, 상기 연장부에 회전 가능하게 배치되는 제1 롤을 포함하고, 상기 제1 롤은 상기 캠에 접촉할 수 있다.

상기 제1 구동부는 상기 전극의 이동방향을 따라 배치되는 가이드를 포함하고, 상기 제1 그리퍼구동부는, 상기 바디에 배치되는 제2 롤 및 제3 롤을 포함하고, 상기 제2 롤과 상기 제3 롤은 상기 가이드에 함께 접촉하되, 상기 제2 롤은 상기 가이드의 측면에 접촉하고, 상기 제3 롤은 상기 가이드의 상면에 접촉할 수 있다.

상기 노칭라인은 상기 홀의 테두리를 따라 형성될 수 있다.

상기 전극을 사이에 두고 배치되며 상기 전극의 이동방향을 따라 움직이는 한 쌍의 제2 그리퍼를 더 포함하고, 상기 제2 그리퍼는 상기 홀을 포함하지 않고, 좌우방향을 기준으로, 상기 제1 그리퍼는 상기 전극의 일측 단부를 파지하고, 상기 제2 그리퍼는 상기 전극의 타측 단부를 파지할 수 있다.

상기 전극의 이송방향을 기준으로, 상기 제1 그리퍼와 상기 제2 그리퍼는 정렬되어 배치될 수 있다.

상기 복수 개의 제1 그리퍼와 상기 복수 개의 제2 그리퍼는 상하방향으로 순환하도록 회전하되, 상기 복수 개의 제1 그리퍼의 순환방향과 상기 복수 개의 제2 그리퍼의 순환방향은 서로 반대일 수 있다.

상기 레이저 조사부는 제1 빔(V1)을 조시하는 제1 레이저와, 제2 빔(V2)을 조사하는 제2 레어저를 포함하고, 상기 노칭라인은 상기 제1 그리퍼의 홀의 내측에 배치되는 제1 노칭라인과, 상기 제2 그리퍼의 외측에 배치되는 제2 노칭라인을 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 빔(V1)이 상기 제1 노칭라인을 따라 이동하고, 상기 제2 빔(V2)이 상기 제2 노칭라인을 따라 이동하도도록 상기 레이저 조사부를 제어할 수 있다.

상기 전극의 이동속도와 상기 제1 그리퍼의 이동속도 및 상기 제2 그리퍼의 이동속도는 동일할 수 있다.

노칭 후 이물질을 제거하는 석션부를 더 포함하고, 상기 석션부는 노칭영역에서, 상기 제1 그리퍼에 인접하여 배치되는 석션덕트와 상기 석션덕트와 연결된 석션유닛을 포함할 수 있다.

상기 전극은 상측에서 하측으로 이동할 수 있다.

실시예는, 순환하는 그리퍼를 통해 전극이 노칭영역에 연속적으로 공급되고, 노칭영역에 공급된 전극을 레이저를 통해 멈춤없이 연속적으로 노칭을 수행할 수 있는 이점이 있다.

실시예는, 레이저를 통해 전극의 노칭을 균일하게 수행할 수 있는 이점이 있다.

실시예는, 그리퍼를 통해 전극을 직접 고정하기 때문에 전극을 균일하게 고정하여 노칭의 품질을 높이는 이점이 있다.

실시예는, 전극이 상측에서 하측으로 공급되기 때문에 노칭과정에서 발생하는 분진이 전극에 고착되는 것을 방지되고, 노칭영역에서 전극이 처지는 것을 방지할 수 있기 때문에 노칭의 치수 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

실시예는, 석션부를 통해 노칭과정에서 발생하는 이물질을 바로 제거할 수 있는 이점이 있다.

실시예는, 석션부에서 석션이 진행되어도, 전극이 그리퍼를 통해 직접 고정되기 때문에 이물질을 제거하기 위한 석션과정에서 전극이 흔들리는 것이 방지되는 이점이 있다.

도 1은 실시예에 따른 레이저 노칭 장치를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 도 1에서 도시한 레이저 노칭 장치의 평면도,
도 3은 가이드와 캠 사이에 위치하는 제1 그리퍼와 제1 그리퍼구동부를 도시한 도면,
도 4는 도 3에서 도시한 제1 그리퍼와 제1 그리퍼구동부를 일측에서 바라본 사시도,
도 5는 도 3에서 도시한 제1 그리퍼와 제1 그리퍼구동부의 측면도,
도 6은 도 3에서 도시한 제1 그리퍼와 제1 그리퍼구동부를 타측에서 바라본 사시도,
도 7은 도 3에서 도시한 제1 그리퍼와 제1 그리퍼구동부를 타측에서 바라본 평면도,
도 8은 노칭영역을 지나가는 제1 그리퍼를 도시한 도면이다.
도 9는 전극의 측면도를 도시한 도면,
도 10은 도 9에서 도시한 전극의 평면도,
도 11은 제1 노칭라인과 제2 노칭라인을 도시한 도면,
도 12는 제1 노칭라인을 도시한 도면
도 13은 석션부를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, 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 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 레이저 노칭 장치를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에서 도시한 레이저 노칭 장치의 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 레이저 노칭 장치는, 레이저 조사부(100)와 제어부(200)를 포함할 수 있다. 레이저 조사부(100)는 전극에 대한 어블레이션(ablation)과 노칭을 수행하는 빔을 생성시키고, 생성된 빔을 전극에 전달하는 장치이다. 제어부(200)는 전극의 노칭라인을 따라 레이저 조사부를 이동시키는 장치이다.

이하, 도면에서, x축은 전극의 공급방향, 전극의 이동방향을 나타내며, y축은 전극의 좌우방향을 나타내며, z축은 레이저 노칭 장치의 상하방향을 나타낸다.

그리고 레이저 조사부(100)는 제1 레이저(110)와 제2 레이저(120)를 포함한다. 제1 레이저(110)는 제1 빔(V1)을 생성한다. 제2 레이저(120)는 제2 빔(V2)을 생성한다.

제1 빔(V1)은 좌우방향(y)을 기준으로, 전극(10)의 일측단에서 전극탭을 형성시킨다. 제2 빔(V2)은 좌우방향(y)을 기준으로 전극(10)의 타측단에서 전극(10)을 직선으로 커팅한다.

제1 레이저(110)는 좌우방향(y)으로 이동 가능하게 배치된다. 제2 레이저(120)도 좌우방향(y)으로 이동 가능하게 배치된다.

제어부(200)는 전극의 노칭라인을 따라 제1 레이저(110)와 제2 레이저(120가 이동하도록 레이저 조사부(100)를 제어한다.

실시예에 따른 레이저 노칭 장치는, 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)와 제1 구동부(500)와 제2 구동부(700)를 포함할 수 있다. 전극(10)은 상측에서 하측으로 공급될 수 있다. 제1 그리퍼(300)는 복수 개가 배치되며, 복수 개의 제1 그리퍼(300)가 상하방향으로 순환하도록 회전한다. 제2 그리퍼(400)도 상하방향으로 순환하도록 회전한다. 이처럼 순환하는 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)를 통해 전극(10)이 노칭영역(N1)에 연속적으로 공급되고, 노칭영역(N1)에 공급된 전극(10)을 레이저 조사부(100)를 통해 멈춤없이 연속적으로 노칭을 수행할 수 있는 이점이 있다.

제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)는 상측에서 하측으로 공급되는 전극(10)을 파지하여 이동시킴으로써, 노칭영역(N1)에서 전극(10)이 흔들리지 않고 안정적으로 이동될 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

제1 구동부(500)는 복수 개의 제1 그리퍼(300)가 순환하도록 제1 그리퍼(300)들을 시계방향으로 회전시킬 수 있다. 제2 구동부(700)는 복수 개의 제2 그리퍼(400)가 순환하도록 제2 그리퍼(400)들을 반시계방향으로 회전시킬 수 있다.

제1 구동부(500)는 제1 벨트구동부(510)와 제1 벨트(520)를 포함할 수 있다. 제1 벨트(520)는 상하방향(z)을 따라 배치된다. 복수 개의 제1 그리퍼(300)는 제1 벨트(520)에 각각 고정된다. 제1 벨트구동부(510)는 제1 벨트(520)와 연결되어 제1 벨트(520)를 회전시키는 구동력을 제공한다. 예를 들어, 제1 벨트구동부(510)는 모터와, 모터에 연결되며 제1 벨트(520)와 연결된 스프로켓을 포함할 수 있다. 제1 구동부(500)는 제1 벨트(520)를 대신하여 체인과 체인을 회전시키는 구동원과 동력전달요소들을 포함하도록 실시될 수 도 있다.

제2 구동부(700)도 제2 벨트구동부(710)를 제2 벨트(720)와 포함할 수 있다. 제2 벨트(720)는 상하방향(z)을 따라 배치된다. 복수 개의 제2 그리퍼(400)는 제2 벨트(720)에 각각 고정된다. 제2 벨트구동부(710)는 제2 벨트(720)와 연결되어 제2 벨트(720)를 회전시키는 구동력을 제공한다.

제1 그리퍼(300)는 좌우방향(y)으로 전극(10)의 일측에 배치된다. 제2 그리퍼(400)는 좌우방향(y)으로 전극(10)의 타측에 배치된다. 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)는 상하방향(z)을 기준으로 정렬되어 배치될 수 있다.

노칭영역(N1)에서 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)가 좌우방향(y)으로 전극(10)의 양 측을 파지함으로써, 전극(10)을 안정적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 전극(10)은 상측에서 하측으로 이동된다 전극(10)이 상측에서 하측으로 이동하기 때문에, 레이저를 통한 노칭과정에서 발생하는 분진이 전극(10)에 고착되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 노칭영역(N1)에서 전극(10)이 처지는 것을 방지할 수 있기 때문에 노칭의 치수 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고 제1 그리퍼(300)의 이동속도 및 제2 그리퍼(400)의 이동속도는 전극(10)의 이동속도와 동일하게 설정된다. 전극(10)이 이동하는 속도와 대응하여 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)가 움직이지 때문에 노칭영역(N1)에서 전극(10)을 안정적으로 지지할 수 있는 이점이 있다.

도 3은 가이드(530)와 캠(630) 사이에 위치하는 제1 그리퍼(300)와 제1 그리퍼구동부(600)를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에서 도시한 제1 그리퍼(300)와 제1 그리퍼구동부(600)를 일측에서 바라본 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 가이드(530)가 상하방향(z)으로 길게 배치된다. 그리고 캠(630)이 가이드(530)를 대향하여 상하방향(z)으로 길게 배치된다. 가이드(530)와 캠(630) 사이에 한 쌍의 제1 그리퍼(300)가 위치한다.

이하, 한 쌍의 제1 그리퍼(300) 중 어느 하나를 제1-1 그리퍼(320)라 하고, 다른 하나를 제1-2 그리퍼(330)라 한다.

제1-1 그리퍼(320)는 전극(10)의 일측에 배치되고, 제1-2 그리퍼(330)는 전극(10)의 타측에 배치된다. 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)는 마주보고 배치된다. 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)는 형상 및 크기가 동일할 수 있다. 이러한 제1 그리퍼(300)는 홀(310)을 포함한다. 홀(310)은 제1 그리퍼(300)가 전극(10)을 파지할 때, 제1 노칭라인(NL1)이 제1 그리퍼(300)에 의해 덮이지 않도록 외부로 노출시키는 역할을 한다.

제1 그리퍼(300)는 장방형 형상을 가지며, 홀(310)도 장방형 형상을 가질 수 있다.

제1 그리퍼(300)는 제1 그리퍼구동부(600)와 연결된다. 제1 그리퍼구동부(600)는 바디(610)와 슬라이딩블록(620)과 캠(630)을 포함할 수 있다. 바디(610)는 제1 구동부(500)의 제1 벨트(520)에 고정된다. 슬라이딩블록(620)은 바디(610)에 슬라이딩 가능하게 연결된다.

제1-1 그리퍼(320)는 바디(610)에 고정될 수 있다. 제1-2 그리퍼(330)는 슬라이딩블록(620)에 결합하여, 슬라이딩블록(620)과 함께 움직일 수 있다.

제1-2 그리퍼(330)는 캠(630)을 향하여 연장되는 연장부(331)와 연장부(331)에 배치되는 제1 롤(332)을 포함할 수 있다. 제1 롤(332)은 캠(630)과 접촉하여 캠(630)의 프로파일을 따라 이동함으로써, 제1-2 그리퍼(330)의 움직임을 유발한다. 제1 롤(332)의 축방향은 좌우방향(y)일 수 있다.

바디(610)는 가이드(530)를 따라 움직인다. 제1 그리퍼구동부(600)는 바디(610)의 이러한 움직임을 안내하기 위하여, 바디(610)에 배치되는 제2 롤(640)과 제3 롤(650)을 포함할 수 있다. 제2 롤(640)과 제3 롤(650)은 각각 가이드(530)와 접촉하여, 바디(610)의 움직임을 안내한다. 제2 롤(640)의 축방향은 좌우방향(y)일 수 있으며, 제3 롤(650)의 축방향은 전후방향(x)일 수 있다.

도 5는 도 3에서 도시한 제1 그리퍼(300)와 제1 그리퍼구동부(600)의 측면도이고, 도 6은 도 3에서 도시한 제1 그리퍼(300)와 제1 그리퍼구동부(600)를 타측에서 바라본 사시도이고, 도 7은 도 3에서 도시한 제1 그리퍼(300)와 제1 그리퍼구동부(600)를 타측에서 바라본 평면도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 제1 롤(332)이 캠(630)을 따라 이동하면서 제1 그리퍼(300)가 상측에 하측으로 이동한다. 그리고 제2 롤(640)과 제3 롤(650)이 가이드(530)에 접촉하여 제1 그리퍼(300)의 이동을 안내한다. 제2 롤(640)은 가이드(530)의 측면에 접촉한다. 제3 롤(650)은 가이드(530)의 상면에 접촉한다. 이처럼 제2 롤(640)과 제3 롤(650)이 가이드(530)에 함께 접촉하기 때문에 제1 그리퍼(300)가 흔들리지 않고 보다 안정적으로 이동할 수 있도록 유도한다.

노칭영역(N1) 이전에는 캠(630)의 위치로 인하여, 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)가 이격되어 전극(10)을 파지하지 않은 상태를 유지한다.

노칭영역(N1)에서 캠(630)이 제1 그리퍼(300)를 향하여 돌출되어 있기 때문에 연장부(331)가 밀리면서 제1-2 그리퍼(330)가 제1-1 그리퍼(320)를 향하여 이동한다. 이에 전극(10)을 사이에 두고 제1-2 그리퍼(330)와 제1-1 그리퍼(320)가 맞닿으면서 노칭영역(N1)에서 전극(10)을 파지한다.

이때, 제1 그리퍼(300)의 이동속도와 전극(10)의 이동속도가 동일하기 때문에 노칭영역(N1)에서 자연스럽게 전극(10)이 안정적으로 파지될 수 있다.

제1 그리퍼구동부(600)는 탄성부재(660)를 포함할 수 있다. 탄성부재(660)는 제1-2 그리퍼(330)와 바디(610) 사이에 배치되어 신장시 복원력을 갖는다. 바디(610)는 컬럼(611)을 포함한다. 탄성부재(660)의 일단은 컬럼(611)에 고정되고 탄성부재(660)의 타단은 제1-2 그리퍼(330)에 고정된다.

이러한 탄성부재(660)는 제1 그리퍼(300)가 노칭영역(N1)으로 진입하기 전에는 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)가 이격되도록 제1-2 그리퍼(330)를 홀딩하는 역할을 한다. 제1 그리퍼(300)가 노칭영역(N1)으로 진입하면. 탄성부재(660)는 전극(10)을 사이에 두고 제1-2 그리퍼(330)와 제1-1 그리퍼(320)가 맞닿을 때 신장되어 복원력을 가진다. 제1 그리퍼(300)가 노칭영역(N1)을 지나면, 탄성부재(660)의 복원력에 의해 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)가 이격된다.

이와 같이, 제1 그리퍼(300)의 구조와 움직임만 설명하였으나, 제2 그리퍼(400)도 제1 그리퍼(300)와 동일한 구조와 작동방식을 통해 움직인다. 제2 그리퍼(400)는 제1 그리퍼(300)와 달리 내측에 홀(310)이 형성되지 않는다. 그러나 제2 그리퍼(400)는 그 이외 다른 구성은 제1 그리퍼(300)와 동일할 수 있다.

도 8은 노칭영역(N1)을 지나가는 제1 그리퍼(300)를 도시한 도면이다.

도 2 및 도 8을 참조하면, 제1 벨트(520)가 회전하면, 제1 벨트(520)에 고정된 제1 그리퍼(300)가 상측에서 하측으로 노칭영역(N1)을 향하여 이동한다. 노칭영역(N1) 진입전에는 캠(630)의 형상으로 인하여 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)가 이격되어, 전극(10)을 파지하지 않은 상태에서, 제1 그리퍼(300)는 전극(10)의 이동속도로 노칭영역(N1)을 향하여 이동한다.

제1 그리퍼(300)가 노칭영역(N1)으로 진입하면, 캠(630)의 형상에 의하여, 제1-2 그리퍼(330)가 밀리면서 전극(10)을 사이에 두고 제1-1 그리퍼(320)와 붙어, 전극(10)을 파지한다.

이때, 레이저 조사부(100)에서 조사된 제1 빔(V1)을 통해 전극(10)의 일측에서 전극탭이 형성된다. 그리고 레이저 조사부(100)에 조사된 제2 빔(V2)을 통해 전극(10)의 타측에서 전극(10)의 타측 단부가 커팅될 수 있다.

노칭이 완료되면, 제1-1 그리퍼(320)와 제1-2 그리퍼(330)가 이격되면서, 제1 그리퍼(300)는 전극(10)을 놓아준다.

이때, 제2 그리퍼(400)의 움직임도 이와 같이 전극(10)을 파지하고 파지를 해제하는 제1 그리퍼(300)의 움직임과 동일하다.

도 9는 전극(10)의 측면도를 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에서 도시한 전극(10)의 평면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 전극(10)은 집전체(11)와, 집전체(11)와 일면과 타면에 각각 적층되는 활물질층(12)을 포함할 수 있다. 집전체(11)는 활물질층(12)으로 전류를 전달하거나 활물질층(12)에서 전류를 전달받도록 구성된 것으로서, 구리나 알루미늄으로 이루어질 수 있다. 실시예에서, 알루미늄으로 이루어진 집전체(11)를 기준으로 설명한다.

전극(10)은 활물질층(12)이 위치하는 유지부(10A)와, 활물질층(12)이 없고 집전체(11)만 있는 무지부(10B)로 구분할 수 있다. 노칭 과정에서 유지부(10A)의 일부와 무지부(10B)의 일부가 노칭되어 제거될 수 있다. 노칭 후, 남는 무지부(10B)가 전극탭으로 활용될 수 있다

도 11은 제1 노칭라인(NL1)과 제2 노칭라인을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 11을 참조하면, 제1 벨트(520)가 이동하면서, 제1 그리퍼(300)는 노칭영역(N1)에 진입한다. 노칭영역(N1)에서 제1 노칭라인(NL1)을 따라 노칭이 진행되어 전극탭이 생성된다.

제1 노칭라인(NL1)은 좌우방향(y)으로 전극(10)의 일측에 배치된다. 제2 노칭라인은 좌우방향(y)으로 전극(10)의 타측에 형성된다.

제1 레이저에서 조사된 제1 빔(V1)은 제1 노칭라인(NL1)을 따라 이동한다. 제2 레이저에서 조사된 제2 빔(V2)은 제2 노칭라인을 따라 이동한다.

도 12는 제1 노칭라인(NL1)을 도시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 제1 노칭라인(NL1)은 제1 그리퍼(300)의 홀(310)의 내측에 위치한다. 제1 그리퍼(300)는 노칭영역(N1)에서, 제1 노칭라인(NL1)이 홀(310)의 내측에 위치하도록 전극(10)을 파지할 수 있다.

제1 노칭라인(NL1)은 좌우방향(y)으로 형성되는 제1 영역과 제1 영역에서 상측으로 형성되는 제2 영역과 제2 영역에서 다시 좌우방향(y)으로 형성되는 제3 영역으로 구분될 수 있다.

제1 레이저(110)는 도 12의 A1과 같이, 좌우방향(y)을 따라 움직인 다음, 정지한다. 제1 레이저(110)가 정지한 상태에서, 전극(10)이 이동하기 때문에 도 12의 A2와 같이 제1 노칭라인(NL1)의 제2 영역을 제1 빔(V1)이 지나면서 노칭이 진행된다. 이후, 도 12의 A3와 같이, 제1 레이저는 좌우방향(y)을 따라 움직여 노칭을 마무리할 수 있다.

제1 노칭라인(NL1)을 따라 노칭이 진행되는 동안, 제2 레이저(120)는 제2 노칭라인(NL2)을 따라 노칭을 진행할 수 있다. 제2 노칭라인(NL2)은 상하방향(z)을 따라 직선으로 형성된다. 따라서 노칭영역(N1)에서 제2 레이저(120)는 좌우방향(y)을 따라 움직이지 않고 노칭을 진행할 수 있다. 전극(10)이 상측에서 하측으로 이동하기 때문에 직선형태의 제2 노칭라인(NL2)을 따라 노칭이 진행될 수 있다. 다만, 노칭이 시작되는 지점과 끝나는 지점에서 각각 전극(10)의 에지부분의 라운드 처리를 위해 제2 레이저(120)가 움직일 수 있다.

도 13은 석션부(800)를 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 노칭 과정에서 발생하는 이물질을 제거하는 석션부(800)를 포함할 수 있다.

석션부(800)는 석션덕트(810)와 석션유닛(820)을 포함할 수 있다. 석션덕트(810)는 제1 그리퍼(300)에 인접하여 배치된다. 석션유닛(820)은 석션덕트(810)와 연결된다. 석션유닛(820)은 모터와 배관등을 포함할 수 있다. 이러한 석션부(800)를 통해 노칭과정에서 발생하는 이물질을 바로 제거할 수 있다.

석션부(800)에서 석션이 진행되어도, 전극(10)이 제1 그리퍼(300)와 제2 그리퍼(400)를 통해 직접 고정되기 때문에, 이물질을 제거하기 위한 석션과정에서 전극(10)이 흔들리는 것이 방지된다.

이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 레이저 노칭 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 레이저 조사부
200: 제어부
300: 제1 그리퍼
310: 홀
320: 제1-1 그리퍼
330: 제1-2 그리퍼
331: 연장부
332: 제1 롤
400: 제2 그리퍼
500: 제1 구동부
510: 제1 벨트구동부
520: 제1 벨트
530: 가이드
600: 제1 그리퍼구동부
610: 바디
620: 슬라이딩블록
630: 캠
640: 제2 롤
650: 제3 롤
660: 탄성부재
700: 제2 구동부
710: 제2 벨트구동부
720: 제2 벨트
800: 석션부
810: 석션덕트
820: 석션유닛

Claims (14)

1. 빔을 조사하는 레이저 조사부;
   상기 빔이 전극의 노칭라인을 따라 이동하도록 상기 레이저 조사부를 이동시키는 제어부;및
   상기 전극을 사이에 두고 배치되며 상기 전극의 이동방향을 따라 움직이는 한 쌍의 제1 그리퍼를 포함하고,
   상기 제1 그리퍼는 홀을 포함하고,
   상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 상기 전극을 파지한 상태에서, 상기 노칭라인은 상기 홀에 의해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 노칭영역을 지나도록 상기 한 쌍의 제1 그리퍼를 이송시키는 제1 구동부를 더 포함하고,
   상기 제1 구동부는 복수 개의 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 장착되는 제1 벨트와, 상기 제1 벨트를 움직이는 제1 벨트구동부를 포함하고,
   상기 제1 벨트구동부는 복수 개의 상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 순차적으로 상기 노칭영역을 지나도록 상기 제1 벨트를 순환시켜, 상기 노칭영역에서 상기 전극의 멈춤없이 상기 레이저 조사부에 의해 상기 전극에 대한 노칭이 수행되는 레이저 노칭 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 제1 그리퍼가 상기 전극을 파지하거나 파지를 해제하도록 상기 한 쌍의 제1 그리퍼를 움직이는 제1 그리퍼구동부를 더 포함하고,
   상기 제1 그리퍼구동부는, 바디와, 상기 바디에 슬라이드 가능하게 결합하는 슬라이딩블록과, 상기 노칭영역에 배치되는 캠을 포함하고,
   상기 한 쌍의 제1 그리퍼 중 어느 하나를 제1-1 그리퍼라 하고, 다른 하나를 제1-2 그리퍼라 할 때,
   상기 제1-1 그리퍼는 상기 바디에 고정되고, 상기 제1-2 그리퍼는 상기 슬라이딩블록에 장착되어 상기 캠에 접촉하여 움직이는 레이저 노칭 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 그리퍼구동부는, 상기 제1-2 그리퍼와 상기 바디 사이에 배치되어 신장시 복원력을 갖는 탄성부재를 더 포함하여,
   상기 제1-2 그리퍼가 상기 제1-1 그리퍼에 근접하면, 상기 탄성부재는 신장되어 복원력을 갖는 레이저 노칭 장치.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1-2 그리퍼는 상기 캠을 향하여 연장되는 연장부와, 상기 연장부에 회전 가능하게 배치되는 제1 롤을 포함하고,
   상기 제1 롤은 상기 캠에 접촉하는 레이저 노칭 장치.
6. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 구동부는 상기 전극의 이동방향을 따라 배치되는 가이드를 포함하고
   상기 제1 그리퍼구동부는, 상기 바디에 배치되는 제2 롤 및 제3 롤을 포함하고,
   상기 제2 롤과 상기 제3 롤은 상기 가이드에 함께 접촉하되, 상기 제2 롤은 상기 가이드의 측면에 접촉하고, 상기 제3 롤은 상기 가이드의 상면에 접촉하는 레이저 노칭 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 노칭라인은 상기 홀의 테두리를 따라 형성되는 레이저 노칭 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 전극을 사이에 두고 배치되며 상기 전극의 이동방향을 따라 움직이는 한 쌍의 제2 그리퍼를 더 포함하고,
   상기 제2 그리퍼는 상기 홀을 포함하지 않고,
   좌우방향을 기준으로, 상기 제1 그리퍼는 상기 전극의 일측 단부를 파지하고, 상기 제2 그리퍼는 상기 전극의 타측 단부를 파지하는 레이저 노칭 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 전극의 이송방향을 기준으로, 상기 제1 그리퍼와 상기 제2 그리퍼는 정렬되어 배치되는 레이저 노칭 장치.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 그리퍼와 상기 복수 개의 제2 그리퍼는 상하방향으로 순환하도록 회전하되, 상기 복수 개의 제1 그리퍼의 순환방향과 상기 복수 개의 제2 그리퍼의 순환방향은 서로 반대인 레이저 노칭 장치.
11. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저 조사부는 제1 빔(V1)을 조시하는 제1 레이저와, 제2 빔(V2)을 조사하는 제2 레어저를 포함하고,
    상기 노칭라인은 상기 제1 그리퍼의 홀의 내측에 배치되는 제1 노칭라인과, 상기 제2 그리퍼의 외측에 배치되는 제2 노칭라인을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 빔(V1)이 상기 제1 노칭라인을 따라 이동하고, 상기 제2 빔(V2)이 상기 제2 노칭라인을 따라 이동하도도록 상기 레이저 조사부를 제어하는 레이저 노칭 장치.
12. 제8 항에 있어서,
    상기 전극의 이동속도와 상기 제1 그리퍼의 이동속도 및 상기 제2 그리퍼의 이동속도는 동일한 레이저 노칭 장치.
13. 제1 항에 있어서,
    노칭 후 이물질을 제거하는 석션부를 더 포함하고,
    상기 석션부는 노칭영역에서, 상기 제1 그리퍼에 인접하여 배치되는 석션덕트와 상기 석션덕트와 연결된 석션유닛을 포함하는 레이저 노칭 장치.
14. 제1 항에 있어서,
    상기 전극은 상측에서 하측으로 이동하는 레이저 노칭 장치.

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