KR20230159202A - 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법 - Google Patents

전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

전극을 제조하기 위한 전극 제조 장치가 개시된다. 개시된 전극 제조 장치는 제1 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 면을 구비하며, 상기 제1 면으로부터 가압 유체를 분사하는 제1 지지부, 제2 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 면을 구비하며, 상기 제1 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 마주보도록 배치되는 제2 지지부, 시트 형상의 전극을 중력 방향을 따라 이송시키며, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 전극을 배치시키는 이송부, 상기 전극의 일부를 노칭 및 절단하기 위해 레이저(laser)를 조사하는 레이저 빔 노칭부 및 상기 레이저를 이용하여 상기 전극을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진을 흡입하는 흡입홀과 상기 흡입홀로부터 연장되는 흡입관을 구비하는 분진 제거부 및 상기 흡입관의 내주면에 성장하는 분진 고형체를 상기 내주면으로부터 절단하는 절단 장치를 포함할 수 있다.

Description

전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법 {Device for manufacturing electrode and method for operating the same}
본 발명은 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지의 전극의 무지부 부분을 레이저로 전단 가공하여 전극 탭을 형성하는 전극 노칭 공정(notching processing)을 수행하는 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법에 관한 것이다.
이차 전지를 제조하는 장치의 하나인 노칭(notching) 시스템은, 시트 형태로 된 전극의 무지부를 전단 가공하여 전극 탭을 형성하는 장치로서, 롤 형태로 감겨 있는 전극을 풀어주는 로더부(unwinder)와, 프레스 기계 또는 레이저 노칭 장치를 이용하여 폴리머 전극을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부, 그리고 가공된 폴리머 전극이 정상적으로 가공 되었는지를 검사하는 비전검사부와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리와인더부(rewinder) 등으로 구성된다.
노칭 가공부에서는 미가공된 전극을 프레스 기계의 펀치 아래에 정렬한 후, 펀치를 하강 작동시켜 전극의 활물질이 도포되지 않은 무지부를 소정의 형상으로 전단 가공하여 일정 간격으로 전극 탭을 형성하는 방식과, 전극의 상측에서 전극의 무지부에 레이저를 조사하여 일정 간격으로 전극 탭을 전단 가공하는 방식이 있다.
이러한 노칭 방식 중 시트 형상의 전극에 레이저를 조사하여 전극 탭을 가공하는 방식에서는, 전극 탭의 패턴 형상을 가공하기 위해 전극의 일면을 패턴 형상으로 지지할 수 있다. 그러나, 전단 가공 과정에서 지지부와 전극 사이의 접촉으로 인해 전극에 스크래치 등의 불량이 발생할 수 있다. 또한, 레이저를 이용한 노칭 가공 방식에서는, 전극에 이물질이 쌓이거나 전단 가공 과정에서 전극의 흔들림이 발생하여 전극 탭이 제대로 커팅 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 레이저를 이용한 노칭 가공 공정이 진행되는 경우, 노칭 가공 과정에서 발생되는 분진을 제거하기 위해 레이저를 이용한 노칭 가공 공정이 중단됨으로써, 연속 공정이 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 레이저 노칭 공정에서, 전극을 비접촉 방식으로 지지함으로써, 전극과 지지부 사이의 과도한 흡착 및 마찰로 인해 발생할 수 있는 제품의 불량 및 제조 비용의 증가를 효과적으로 방지할 수 있는 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법을 제공한다.
또한, 레이저 노칭 공정에서 평판 형상의 전극이 소정의 곡률을 구비하도록 지지함으로써, 전극 떨림을 최소화할 수 있는 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법을 제공한다.
또한, 레이저 노칭 공정에서 누적되는 분진을 실시간 또는 소정의 시간 간격으로 제거함으로써, 레이저를 이용한 노칭 공정이 연속적으로 이루어질 수 있는 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법을 제공한다.
또한, 레이저 노칭 공정에서 발생되는 스크랩의 배출 경로를 조정하여, 전극 떨림을 최소화할 수 있는 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전극 제조 장치는, 제1 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 면을 구비하며, 상기 제1 면으로부터 가압 유체를 분사하는 제1 지지부, 제2 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 면을 구비하며, 상기 제1 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 마주보도록 배치되는 제2 지지부, 시트 형상의 전극을 중력 방향을 따라 이송시키며, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 전극을 배치시키는 이송부, 상기 전극의 일부를 노칭 및 절단하기 위해 레이저(laser)를 조사하는 레이저 빔 노칭부 및 상기 레이저를 이용하여 상기 전극을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진을 흡입하는 흡입홀과 상기 흡입홀로부터 연장되는 흡입관을 구비하는 분진 제거부 및 상기 흡입관의 내주면에 성장하는 분진 고형체를 상기 내주면으로부터 절단하는 절단 장치를 포함할 수 있다.
상기 흡입홀은 하나 이상으로 마련되며, 상기 흡입홀은 상기 제1 면에 배치될 수 있다.
상기 분진 제거부는 상기 제1 지지부에 탈착 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 흡입관은 일 방향을 따라 연장하는 도관 형상을 포함하며, 상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 이동할 수 있다.
상기 흡입관은 상기 일 방향에 수직하는 다른 일 방향을 따르는 원형 단면을 구비하며, 상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 일 축을 중심으로 회전할 수 있다.
상기 절단 장치에 회전력을 인가하는 구동부 및 상기 구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 절단 장치가 소정의 시간 간격으로 상기 흡입관의 내주면을 따라 일 축을 중심으로 회전하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이의 상기 소정의 간격은 0.01mm 이상 15mm 이하일 수 있다.
상기 제2 곡률은 상기 제1 곡률 이하일 수 있다.
상기 제1 지지부의 상기 제1 면 상에 배치되어 상기 가압 유체를 분사하는 하나 이상의 분사부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 지지부에 마련된 상기 하나 이상의 분사부는 복수 개로 마련되며, 상기 전극과 마주보도록 배치된 상기 제1 지지부의 일 평면 상에 균일한 간격을 구비하도록 배치될 수 있다.
상기 중력 방향을 따라 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부의 하부에 배치되며, 중력에 의해 하강하는 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 스크랩 제거부;를 더 포함할 수 있다.
상기 스크랩 제거부는, 중력 방향을 따라 상부 및 하부에 배치되는 제1 스크랩 제거 영역과 제2 스크랩 제거 영역; 및 상기 제1 스크랩 제거 영역 및 상기 제2 스크랩 제거 영역에 흡입 압력을 인가하는 펌프;를 포함할 수 있다.
상기 제1 스크랩 제거 영역에는 제1 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향을 따르는 제1 유체 유동이 형성되며, 상기 제2 스크랩 제거 영역에는 제2 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향과 상이한 방향을 따르는 제2 유체 유동이 형성될 수 있다.
일 예시에 따른 전극 장치의 작동 방법은, 상기 전극을 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이로 이동시키는 단계, 상기 전극의 일부를 노칭 및 절단하는 단계, 상기 전극을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진을 흡입하는 단계, 상기 흡입관의 내주면에 성장하는 분진 고형체를 절단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 흡입관은 일 방향을 따라 연장하는 도관 형상을 포함하며, 상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 이동할 수 있다.
상기 절단장치는 상기 흡입관의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 회전하여 상기 분진 고형체를 절단할 수 있다.
상기 분진 제거부를 상기 제1 지지부로부터 탈착시켜 내부에 수거된 상기 분진 고형체를 수거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
중력에 의해 하강하는 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
중력 방향을 따라 상부 및 하부에 배치되는 제1 스크랩 제거 영역과 제2 스크랩 제거 영역이 형성되며, 상기 제1 스크랩 제거 영역에는 제1 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향을 따르는 제1 유체 유동이 형성되고, 상기 제2 스크랩 제거 영역에는 제2 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향과 상이한 방향을 따르는 제2 유체 유동이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법은, 레이저 노칭 공정에서, 전극을 비접촉 방식으로 지지함으로써, 전극과 지지부 사이의 과도한 흡착 및 마찰로 인해 발생할 수 있는 제품의 불량 및 제조 비용의 증가를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법은, 레이저 노칭 공정에서 평판 형상의 전극이 소정의 곡률을 구비하도록 지지함으로써 전극 떨림을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법은, 레이저 노칭 공정에서 누적되는 분진을 실시간 또는 소정의 시간 간격으로 제거함으로써 레이저를 이용한 노칭 공정이 연속적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전극 제조 장치 및 전극 제조 장치의 작동 방법은, 레이저 노칭 공정에서 발생되는 스크랩의 배출 경로를 조정하여, 전극 떨림을 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전극의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 정면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 제1 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 제1 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다.
도 8a는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다.
도 8b는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 정면도이다.
도 10a는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 후면도이다.
도 10b는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 후면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 부분 개략도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 작동 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 평면도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 전극의 개략도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 예시에 따른 전극 제조 장치(1)는 이송부(10), 레이저 빔 노칭부(20), 전극 지지부(30), 분진 제거부(40), 절단 장치(50; 도 8b 참조) 및 스크랩 제거부(60)를 포함할 수 있다. 본 개시에서 가공의 대상인 전극(E)은 금속박판으로 형성되는 금속 집전체에 활성물질(또는 활물질)을 도포하여 마련된다. 금속 집전체에 활물질이 도포된 전극(E)은 긴 길이의 박판 형태인 시트 형상으로 형성된다. 예를 들어 금속 집전체는 알루미늄과 같은 금속일 수 있으며, 활물질은 이차 전지에서 사용되는 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있으나, 이외에도 공지된 물질이 금속 집전체 또는 활물질로 이용될 수 있다.
이송부(10)는 시트 형상의 전극(E)의 이송이 이루어지도록 지지하는 역할을 한다. 이를 위해 이송부(10)는 도시되지 않은 공급부와 회수부 사이에서 전극(E)을 안내 및 지지하는 역할을 하며, 이를 위한 다수의 휠 또는 롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로서, 이송부(10)는 공급부와 회수부에 의해 연속적으로 공급되는 시트 형상의 전극(E)이 가공위치에 정확히 안착된 상태에서 레이저 노칭 공정이 이루어지도록 전극(E)을 이송할 수 있다. 예를 들어, 이송부(10)는 공급부와 회수부 사이에서 단속적으로 전극(E)을 공급/회수할 수도 있다. 다만, 본 개시에서는 후술하게 될 레이저 빔 노칭부(20)에 의해 조사되는 레이저 출력에 따라 미리 정해진 속도, 예를 들어 1250mm/s이상 6000mm/s의 속도로 연속적으로 전극(E)이 이동하는 방식 위주로 설명을 진행하기로 한다.
일 예시에 따른, 이송부(10)는 시트 형상의 전극(E)의 상면 또는 하면에 배치된 복수 개의 롤러들(11, 12)을 포함할 수 있다. 예를 들어 이송부(10)는 전극 지지부(30)의 상부에 배치되어 공급부로부터 권취된 전극(E)을 전극 지지부(30)로 이송시키는 제1 롤러(11)를 포함하며, 전극 지지부(30)의 하부에 배치되어 회수부로 전극(E)을 이송시키는 제2 롤러(12)를 포함할 수 있다. 이때, 전극 지지부(30)를 사이에 두고 배치되는 제1 롤러(11)와 제2 롤러(12)는 중력 방향(-Z방향)을 따라 이격되도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 전극(E)은 제1 롤러(11)와 제2 롤러(12)의 회전에 의해 중력 방향(-Z방향)을 따라 전극 지지부(30)를 통과할 수 있다. 이때, 도 2에 도시된 전극의 제1 영역(E1)은 전극 지지부(30)에 의해 지지될 수 있으며, 전극의 제2 영역(E2)은 레이저 빔 노칭부(20)에 의해 레이저 가공이 이루어질 수 있다.
레이저 빔 노칭부(20)는 전극(E)의 노칭 및 절삭을 위한 레이저(L)를 출력 및 조사한다. 일 예시에 따른 레이저 빔 노칭부(20)는 전극(E)의 일 평면에 수직한 방향, 예를 들어 제1-1 방향(+X 방향)을 따라 레이저(L)를 조사할 수 있다. 이때, 레이저 빔 노칭부(20)는 전극 지지부(30)에 의해 지지되는 도 2에 도시된 전극의 제1 영역(E1)을 제외한 나머지 영역, 즉 전극의 제2 영역(E2)을 향하여 레이저(L)를 조사할 수 있다. 또한, 이때 레이저(L)는 미리 정해진 절단 예정 라인(M)을 따라 이동하며 전극의 제2 영역(E2) 중 일부 영역을 절단할 수 있다.
일 예시에 따른 레이저 빔 노칭부(20)는 에너지 밀도가 높은 IR 펄스 방식의 파이버 레이저(fiber laser)를 출력하도록 구성될 수 있다. 이때의 출력은 200W 이상 300W 이하, 주파수는 200kHz 대역, 초점 심도(Depth of focus)가 0.8mm인 레이저가 출력되도록 할 수 있으나, 작은 파장의 높은 에너지 밀도를 가지는 레이저를 대신 이용할 수 있는 것으로 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
전극 지지부(30)는, 레이저에 의한 노칭 공정이 진행되는 동안 중력 방향(-Z 방향)을 따라 이동하는 전극(E)을 지지할 수 있다. 일 예시에 따른 전극 지지부(30)는 연속적으로 이동하는 전극(E)의 이동을 방해하지 않음과 동시에 전극(E)을 정확하게 지지해야 한다.
분진 제거부(40)는 레이저(L)를 이용하여 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)을 흡입하여 제거할 수 있다. 일 예로서, 분진(B)은 직경 20 um 이하를 구비하며, 전극(E)의 주변에 부유하는 이물질일 수 있다. 다만 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 레이저(L)를 이용하여 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 전극(E)의 주변에 배치되는 임의의 이물질을 분진(B)으로 정의할 수도 있다.
스크랩 제거부(60)는 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생한 스크랩(S)을 분리하여 배출할 수 있다. 일 예로서, 스크랩(S)은 직경 20 um 를 초과하며, 전극(E)으로부터 분리된 이물질일 수 있다. 다만 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 레이저(L)를 이용하여 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 중력에 의해 하강하는 임의의 이물질을 스크랩(S)으로 정의할 수도 있다. 일 예로서, 스크랩 제거부(60)는 중력 방향(-Z 방향)을 따라 제1 지지부(31) 및 제2 지지부(32)의 하부에 배치되며, 중력에 의해 하강하는 스크랩(S)을 흡입하여 외부로 배출할 수 있다.
종래 기술에서는 연속적으로 이동하는 전극(E)을 지지하는 전극 지지부가 중력 방향(-Z 방향)에 수직한 수평 방향을 따라 접촉 방식으로 전극(E)을 지지함으로 인해, 전극(E)과 전극 지지부 사이의 과도한 흡착 및 마찰이 발생하였으며, 이로 인한 제품의 불량이 발생하였다. 또한, 전극(E)이 중력 방향(-Z 방향)에 수직한 다른 방향을 따라 이동하는 경우, 중력으로 인한 전극(E)의 처짐 및 흔들림이 발생하여 레이저의 초점 위치가 부정확해지는 문제점이 있었다.
이하에서는 레이저에 의한 노칭 공정이 진행되는 동안 중력 방향(-Z 방향)을 따라 이동하는 전극(E)을 비접촉 방식으로 지지함과 동시에 중력으로 인한 전극(E)의 처짐 및 흔들림을 방지할 수 있는 전극 지지부(30)에 대해 보다 구체적으로 서술한다. 더불어, 연속적으로 이동하는 전극(E)을 가공하는 과정에서 발생되는 분진을 제거하는 분진 제거부(40)와 분진 제거부(40)에 적층되는 분진 고형체를 실시간 또는 소정의 시간 간격으로 제거하는 절단 장치(50; 도 8b 참조) 및 스크랩을 제거하기 위한 스크랩 제거부(60)에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
도 3은 일 실시예에 따른 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다. 도 5는 도 3에 도시된 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 정면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 제1 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 일 예시에 따른 전극 지지부(30)는 소정의 간격을 사이에 두고 마주보도록 배치되는 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32)를 포함할 수 있다. 이때, 전극(E)은 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이에 배치되어 비접촉 방식으로 지지될 수 있다.
일 예시에 따른, 제1 지지부(31)는 소정의 곡률, 예를 들어 제1 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 면(310)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 면(310) 상에서는 일 방향, 예를 들어, 일 평면(YZ 평면)에 수직한 제1-2 방향(-X 방향)을 따라 가압 유체(F)가 분사될 수 있다. 일 예로서, 제1 지지부(31)는 가압 유체(F)를 분사할 수 있는 다공질의 플레이트일 수 있다. 또한 다른 예로서, 제1 지지부(31)는 가압 유체(F)를 분사하는 하나 이상의 분사부(311)를 포함할 수도 있다.
일 예시에 따른 분사부(311)의 갯수는 분사부(311)의 유형에 따라 결정될 수 있다. 일 예로서, 분사부(311)가 고압 유체를 분사할 수 있는 노즐 구조로 마련되어 분사부(311)로부터 균일하게 가압 유체(F)가 분사되는 경우, 분사부(311)는 복수 개로 마련되어 제1 지지부(31)의 제1 면(310) 상에 균일한 간격을 구비하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 가압 유체(F)는 클린 드라인 에어(clean dry air: CDA)일 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 가압 유체(F)는 전극의 제1 영역(E1)에 압력을 인가하는 임의의 유체가 사용될 수도 있다.
일 예로서, 분사부(311)로부터 분사되는 가압 유체(F)는 제1-2 방향(-X 방향)을 따라 전극의 제1 영역(E1)에 소정의 압력을 인가할 수 있다. 전극의 제1 영역(E1)에 소정의 압력이 인가됨에 따라, 시트 형상의 전극(E)이 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상으로 변화될 수 있다. 일 예시에 따라 전극(E)의 형상이 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상으로 변화함으로써, 비접촉 방식으로 지지된 전극(E)의 떨림이 감소될 수 있다. 다만, 시트 형상의 전극(E)이 임계 곡률을 초과하는 곡면 형상으로 변화하는 경우, 레이저 빔 노칭부(20)로부터 출력된 레이저(L)의 초점 영역에 오차가 발생될 수 있다. 따라서, 분사부(311)로부터 분사되는 가압 유체(F)의 압력은, 시트 형상의 전극(E)이 임계 곡률을 초과하여 변형되지 않는 범위 이하로 조정될 수 있다.
일 예로서, 제1 지지부(31)에 구비된 제1 면(310)의 제1 곡률은 제1 지지부(31)를 통과하는 전극(E)의 임계 곡률 미만으로 설계될 수 있다. 이때, 곡면 형상으로 변화하는 전극(E)의 곡률이 제1 면(310)의 제1 곡률과 대응되도록, 분사부(311)로부터 전극의 제1 영역(E1)에 인가되는 소정의 압력이 조정될 수 있다. 일 예로서, 하나 이상의 분사부의 직경이 0.01mm 미만인 경우, 가압 유체(F)에 의해 전극의 제1 영역(E1)에 인가되는 압력은, 예를 들어 0.006Mpa이상 0.3Mpa이하 이하일 수 있다. 또한, 하나 이상의 분사부의 직경이 0.01mm 이상인 경우, 가압 유체(F)에 의해 전극의 제1 영역(E1)에 인가되는 압력은, 예를 들어 0.001Mpa이상 0.1Mpa이하 이하일 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 분사부(311)로부터 분사되는 가압 유체(F)의 압력은, 전극(E)의 유형 및 무게 변화와 제1 지지부(31)에 구비된 제1 면(310)의 제1 곡률에 따라 가압 유체(F)의 유량 또는 유속 등을 조정하여 변화시킬 수 있다.
일 예시에 따른 제2 지지부(32)는 소정의 곡률, 예를 들어 제2 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 면(320)을 포함할 수 있다. 일 예로서 제2 지지부(32)는 제1 지지부(31)와 소정의 간격, 예를 들어 0.01mm 이상 15mm 이하의 간격을 사이에 두고 상호 마주보도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이에 전극(E)이 배치되어 통과될 수 있다.
일 예로서, 제2 지지부(32)에 구비된 제2 면(320)의 제2 곡률은, 제1 지지부(31)에 구비된 제1 면(310)의 제1 곡률과 동일하거나 제1 곡률 미만일 수 있다. 예를 들어, 제2 지지부(32)에 구비된 제2 면(320)의 제2 곡률이 제1 지지부(31)에 구비된 제1 면(310)의 제1 곡률과 동일한 경우, 제1 면(310)과 제2 면(320) 사이에 제1 면(310)의 제1 곡률과 대응되는 곡률을 구비하는 전극(E)이 배치될 수 있다. 또한, 제2 지지부(32)에 구비된 제2 면(320)의 제2 곡률이 제1 지지부(31)에 구비된 제1 면(310)의 제1 곡률 보다 작은 경우, 제1 면(310)과 제2 면(320) 사이에 제1 면(310)의 제1 곡률과 대응되거나 제1 곡률 보다 작은 곡률을 구비하는 전극(E)이 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32)가 소정의 간격을 사이에 두고 상호 이격되도록 배치되고, 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이에 중력 방향을 따라 전극(E)이 비접촉 방식으로 지지됨으로써, 전극(E)과 전극 지지부(30) 사이의 과도한 흡착 및 마찰로 인해 발생할 수 있는 제품의 불량 및 제조 비용의 증가를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32)가 소정의 제1 곡률 및 제2 곡률을 구비하고, 제1 지지부(31)에 배치된 분사부(311)로부터 제1-2 방향(-X 방향)을 따라 가압 유체(F)가 분사되어 전극(E) 또한 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형태로 지지됨으로써, 전극(E)의 떨림을 최소화하여 제조 공차를 최대한 감소시킬 수 있다
도 7은 일 실시예에 따른 제1 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다. 도 8a는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 사시도이다. 도 8b는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 분리 사시도이다. 도 9는 일 실시예에 따른 전극 지지부, 분진 제거부 및 절단 장치의 정면도이다. 도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 분진 제거부 및 절단 장치의 후면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 일 예시에 따른 분진 제거부(40)는 레이저(L)를 이용하여 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)을 흡입하여 제거할 수 있다. 일 예로서, 분진 제거부(40)는 분진을 흡입하는 흡입홀(41)과 흡입홀(41)로부터 연장되는 흡입관(42)을 포함할 수 있다. 이때, 분진 제거부(40)는, 흡입홀(41) 및 흡입관(42)에 걸쳐 흡입 압력을 형성함으로써 전극(E) 주위에 분산된 분진(B)을 흡입할 수 있다. 일 예로서, 분진 제거부(40)는 흡입관(42)과 연통할 수 있는 흡입 압력 발생 장치(미도시), 예를 들어 펌프 등을 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 분진 제거부(40)는 제1 지지부(31)에 탈착 가능하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 분진 제거부(40)에 누적된 분진(B)이 외부로 배출될 수 있다.
일 예로서, 흡입홀(41)은 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)이 흡입되는 개구부일 수 있다. 일 예시에 따른 흡입홀(41)은 제1 지지부(31)에 마련된 제1 면(310)에 배치될 수 있다. 예를 들어 전극(E)이 노칭 및 커팅되는 전극의 제2 영역(E2)이, 제1 면(310)의 소정의 위치에 배치될 수 있다. 이때, 제1 지지부(31)의 제1 면(310)에는 개구부(315)가 배치될 수 있다. 상술한 개구부(315)는 제1 지지부(31)의 제1 면(310)의 소정의 위치에 인접한 위치에 형성될 수 있다.
일 예시에 따르면, 분진 제거부(40)는 제1 지지부(31)에 삽입되도록 배치될 수 있다. 이때, 흡입홀(41)은 상기 개구부(315)에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 제1 지지부(31)의 제1 면(310)에 배치된 개구부(315)와 분진 제거부(40)에 구비된 흡입홀(41)이 상호 대응되도록 배치됨에 따라, 흡입홀(41)은 전극(E)이 노칭 및 커팅되는 가공 영역에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 전극(E)이 노칭 및 커팅되는 과정에서 발생되는 분진(B)의 이동 경로가 개구부(315) 및 흡입홀(41)로 최소화될 수 있다. 이에 따라 전극(E)이 노칭 및 커팅되는 과정에서 발생되는 분진(B)은 다른 이동 경로에 적층되지 않고, 흡입홀(41)을 통과하여 흡입관(42)으로 흡입될 수 있다. 후술하는 바와 같이 흡입홀(41)을 통과한 분진(B)은 흡입관(42)의 내주면에 도 10a와 같이 분진 고형체(C)로 성장할 수 있다.
일 예시에 따른 흡입홀(41)은 원형, 타원형 또는 다각형 형상의 개구부 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡입홀(41)은 도 8a에 도시된 바와 같은 사각형 형상을 포함할 수 있다. 이때, 흡입홀(41)의 크기, 예를 들어 가로 및 세로 길이는 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)의 분산 각도 및 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 발생되는 위치와 흡입홀(41) 사이의 거리에 따라 결정될 수 있다.
또한 일 예시에 따른 흡입홀(41)은 하나 이상으로 마련될 수 있다. 일 예시에 따라, 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정이 전극(E)의 양 단부에서 이루어지는 경우, 흡입홀(41)은 2개 이상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정이 전극(E)의 양 단부에서 이루어지는 경우, 제1 지지부(31)의 제1 면(310)에는 제1 개구부(315-1) 및 제2 개구부(315-2)가 배치될 수 있다. 이때, 제1 개구부(315-1) 및 제2 개구부(315-2)에 대응하는 위치에 제1 흡입홀(41-1) 및 제2 흡입홀(41-2)이 배치될 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 전극(E)이 노칭 및 커팅되는 위치에 따라 개구부(315) 및 흡입홀(41)의 위치가 조정될 수도 있다.
일 예로서, 흡입관(42)은 흡입홀(41)을 통해 흡입된 분진(B)이 이동할 수 있는 이동 통로이다. 일 예시에 따른 흡입관(42)은 흡입홀(41)로부터 일 방향을 따라 연장된 도관 형상을 포함할 수 있다. 이때, 흡입관(42)의 일 단부는 흡입홀(41)과 연결될 수 있다. 일 예시에 따른 흡입관(42)은 흡입관(42)이 연장되는 일 방향에 수직하는 다른 일 방향을 따르는 단면 형상이 원형, 타원형 또는 다각형 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 흡입관(42)은 도 9에 도시된 바와 같은 원형 단면 형상을 포함할 수 있다. 이때, 흡입관(42)의 크기, 예를 들어 원형 단면 형상의 직경(D)은 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)의 분산 각도 및 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 발생되는 위치와 흡입홀(41) 사이의 거리에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정에서 발생되는 분진(B)의 분산 각도(A)가 90도인 경우, 흡입관(42)의 원형 단면 형상의 직경(D)은 44mm 이상 60mm이하일 수 있다. 다만 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 흡입관(42)의 원형 단면 형상의 직경(D)은 상이하게 결정될 수도 있다.
일 예시에 따라 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 진행되는 경우, 레이저(L)를 이용하여 생성된 분진(B)은 고온의 용융 상태일 수 있다. 용융 상태의 분진(B)이 흡입홀(41)을 통과하여 흡입관(42)의 내주면에 접촉하는 경우, 분진(B)의 온도가 하강함으로써 용융 상태가 고체 상태로 변화할 수 있다. 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 연속적으로 진행되는 경우, 흡입관(42)의 내주면에 도 10a와 같이 분진 고형체(C)가 성장할 수 있다. 분진 고형체(C)의 길이가 소정의 범위, 예를 들어 흡입관(42)의 원형 단면 형상의 직경(D)에 인접하는 경우, 분진(B)의 흡입 압력이 감소할 수 있다. 따라서, 흡입관(42)의 내주면에 형성된 분진 고형체(C)를 주기적으로 제거해야 한다.
도 8a, 도 8b, 도 10a 내지 도 10b를 참조하면, 일 예시에 따른 절단 장치(50)는 흡입관(42)의 내주면에 성장하는 분진 고형체(C)를 흡입관(42)의 내주면으로부터 절단할 수 있다. 일 예로서, 절단 장치(50)는 분진 고형체(C)를 제거하기 위한 절단부(51), 절단부(51)를 회전시키기 위한 회전축(52) 및 지지 프레임(53)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면과 마주보도록 배치된 일 측부에 커터(cutter) 형상을 포함할 수 있다. 일 예시에 따라 절단부(51)는 하나 이상의 복수 개로 마련될 수도 있다. 예를 들어, 절단부(51)는 흡입관(42)의 원형 단면 형상의 직경(D)을 사이에 두고 상호 마주보도록 배치된 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2) 사이에 지지 프레임(53)이 배치되어 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2) 사이의 이격 간격이 유지될 수 있다. 예를 들어, 지지 프레임(53)의 길이는 흡입관(42)의 원형 단면 형상의 직경(D)과 실질적으로 동일할 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 절단부(51)는 단수 개로 마련되거나, 흡입관(42)의 내주면을 따라 분진 고형체(C)를 제거할 수 있는 임의의 형상을 구비할 수 있다.
일 예시에 따라 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면을 따라 이동함으로써 흡입관(42)의 내주면을 부착된 분진 고형체(C)을 제거할 수 있다. 일 예로서, 흡입관(42)의 내주면이 원형 단면을 구비하는 경우, 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면을 따라 일 축(Y 축)을 중심으로 회전 가능하도록 배치되어 흡입관(42)의 내주면을 부착된 분진 고형체(C)을 제거할 수 있다.
일 예시에 따르면, 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2)를 지지하는 지지 프레임(53)의 일 단부에 회전축(52)이 배치될 수 있다. 일 예로서, 회전축(52)은 일 방향을 따라 연장되며, 일 단부가 지지 프레임(53)에 고정되도록 배치되고, 타 단부가 절단 장치(50)에 회전력을 인가하는 구동부(80)에 고정되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 10b에 도시된 바와 같이 구동부(80)로부터 회전축(52)으로 전달되는 경우, 회전축(52)의 일 단부에 고정된 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2)는 일 축(Y 축)을 중심으로 회전할 수 있다. 이때, 흡입관(42)의 내주면에 배치된 분진 고형체(C)가 흡입관(42)의 내주면으로부터 이탈할 수 있다.
상술한 실시예에서는 회전축(52)을 이용하여 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 이동하는 기술을 개시하였으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 이동할 수 있는 임의의 동력 전달 수단 및 동력부가 본 개시에 사용될 수도 있다.
일 예시에 따르면, 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 연속적으로 이루어지는 경우, 흡입관(42)의 내주면으로부터 분진 고형체(C) 또한 지속적으로 성장할 수 있다. 이때, 제어부(미도시)는 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 이동하도록 구동부(80)를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(미도시)는 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 회전하도록 구동부(80)를 제어할 수 있다. 또한, 다른 예시에 따르면, 흡입관(42)의 내주면으로부터 성장하는 분진 고형체(C)의 길이를 감지하는 센서부(미도시)가 배치될 수도 있다. 분진 고형체(C)의 길이가 소정의 임계 범위를 초과하는 경우, 제어부(미도시)는 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 이동하도록 구동부(80)를 제어할 수 있다. 흡입관(42)의 내주면으로부터 분리된 분진 고형체(C)는 흡입관(42)의 내부에 수용될 수 있다. 일 예시에 따라 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정의 1 사이클이 종료되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 분진 제거부(40)를 제1 지지부(31)로부터 분리한 후, 흡입관(42)의 내부에 수용된 분진 고형체(C)를 외부로 배출시킬 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 부분 개략도이다.
도 1 및 도 11을 참조하면, 일 예시에 따른 전극(E)은 중력 방향(-Z 방향)을 따라 제1 지지부(31) 및 제2 지지부(32)에 의해 지지될 수 있다. 제1 지지부(31) 및 제2 지지부(32)에 의해 지지된 전극(E)은 레이저(L)에 의해 노칭 및 절단 공정이 이루어질 수 있다. 노칭 및 절단 공정에서 발생된 스크랩(S)은 중력 방향(-Z 방향)을 따라 자유낙하 할 수 있다. 일 예로서, 스크랩 제거부(60)는 중력 방향(-Z 방향)을 따라 제1 지지부(31) 및 제2 지지부(32)의 하부에 배치되며, 중력에 의해 하강하는 스크랩(S)을 흡입하여 외부로 배출할 수 있다.
일 예시에 따른 스크랩 제거부(60)는 흡입 압력을 형성하여 스크랩(S)을 흡입할 수 있다. 이때, 스크랩 제거부(60)에 의해 형성된 흡입 압력에 의해 전극(E)의 흔들림이 발생하여 레이저의 초점위치가 부정확해 질 수 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 일 예시에 따른 스크랩 제거부(60)는 제1 스크랩 제거 영역(61) 및 제2 스크랩 제거 영역(62)과 펌프(63)를 포함할 수 있다.
일 예시에 따라, 스크랩 제거부(60) 중 상부에 위치한 제1 스크랩 제거 영역(61)에는 중력 방향(-Z 방향)을 따라 소정의 제1 흡입 압력이 형성되어 자유 낙하하는 스크랩(S)을 흡입할 수 있다. 이에 따라 중력 방향(-Z 방향)을 따라 자유낙하하는 스크랩(S)이 외부로 비산되지 않도록 포집할 수 있다.
일 예로서, 제1 스크랩 제거 영역(61)은 가공 영역에 해당하는 레이저 빔 노칭부(20)의 하부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 스크랩 제거 영역(61)에서 발생되는 제1 흡입 압력에 의해 제1 유체 유동(W1)이 발생되며, 제1 유체 유동(W1)에 의해 전극(E)의 흔들림이 발생하여 레이저(L)의 초점 위치가 부정확해 질 수 있다. 전극(E)의 흔들림이 발생하는 상황을 방지하기 위해 제1 유체 유동(W1)은 중력 방향(-Z 방향)을 따라 형성될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 스크랩(S)은 중력에 의해 자유낙하하고 있으므로, 스크랩(S)의 비산을 방지하고, 스크랩(S)을 포집하기 위한 제1 흡입 압력의 크기가 상대적으로 작게 형성될 수 있으며, 이에 따라 전극(E)의 흔들림을 최소화할 수 있다.
일 예시에 따라, 제1 스크랩 제거 영역(61)의 하부에 위치한 제2 스크랩 제거 영역(62)에는 중력 방향(-Z 방향)과 상이한 방향을 따라 소정의 제2 흡입 압력이 형성되어 제1 스크랩 제거 영역(61)에 포집된 스크랩(S)을 외부로 배출할 수 있다.
일 예로서, 제2 스크랩 제거 영역(62)은 제1 스크랩 제거 영역(61)의 하부에 배치되므로, 제2 흡입 압력에 의해 발생된 제2 유체 유동(W2)에 의해 전극(E)의 흔들림이 발생할 염려가 없다. 이에 따라 제2 유체 유동(W2)은 중력 방향(-Z 방향)과 상이한 방향, 예를 들어 시계 방향 또는 반시계 방향과 같은 회전 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한, 제2 스크랩 제거 영역(62)은 제1 스크랩 제거 영역(61)에 포집된 스크랩(S)이 가공 영역에 잔존하는 시간을 최소화하기 위해 제2 흡입 압력의 크기는 제2 흡입 압력의 크기 보다 크게 형성될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 작동 방법의 흐름도이다.
도 1, 도 3, 도 6 및 도 12를 참조하면, 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 작동 방법은 전극(E)을 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이로 이동시킬 수 있다. (S110) 일 예로서, 이송부(10)는 중력 방향(-Z방향)을 따라 전극(E)을 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이로 이동시킬 수 있다. 이때, 전극(E)은 제1 지지부(31)와 제2 지지부(32) 사이에서 비접촉 방식으로 지지될 수 있다. 또한, 이때, 제1 지지부(31)의 분사부(311)로부터 가압 유체가 분사됨으로써 전극(E)은 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상으로 지지될 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 2 및 도 12를 참조하면, 레이저 빔 노칭부(20)를 이용하여 전극(E)의 일부를 노칭 및 절단할 수 있다. (S120) 일 예로서, 레이저 빔 노칭부(20)로부터 출사된 레이저(L)는 미리 정해진 절단 예정 라인(M)을 따라 이동하며 전극의 제2 영역(E2) 중 일부 영역을 절단할 수 있다. 이때, 전극(E)은 소정의 곡률을 구비하는 곡면 형상으로 지지될 수 있으므로 전극(E)의 떨림을 최소화할 수 있다.
다음으로, 도 5, 도 10a 및 도 12를 참조하면, 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진(B)을 흡입할 수 있다. (S130) 일 예로서, 분진 제거부(40)에 구비된 흡입홀(41) 및 흡입관(42)을 통해 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진(B)이 분진 제거부(40)로 흡입될 수 있다. 전극(E)을 노칭 및 커팅하는 과정이 연속적으로 진행되는 경우, 흡입관(42)의 내주면에 분진 고형체(C)가 성장할 수 있다.
다음으로, 도 10a, 도 10b 및 도 12를 참조하면, 흡입관(42)의 내주면에 성장하는 분진 고형체(C)를 절단할 수 있다. (S140) 일 예로서, 절단 장치(50)에 구비된 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 이동함으로써, 흡입관(42)의 내주면에 성장하는 분진 고형체(C)를 절단할 수 있다. 일 예시에 따르면, 절단부(51)는 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정이 연속적으로 이루어지는 경우, 흡입관(42)의 내주면으로부터 분진 고형체(C) 또한 지속적으로 성장할 수 있다. 이때, 제어부(미도시)는 절단부(51)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 이동하도록 구동부(80)를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(미도시)는 제1 절단부(51-1) 및 제2 절단부(51-2)가 흡입관(42)의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 회전하도록 구동부(80)를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하면, 중력에 의해 하강하는 스크랩(S)을 흡입하여 외부로 배출할 수 있다. (S150) 일 예로서, 스크랩 제거부(60)는 흡입 압력을 형성하여 스크랩(S)을 흡입할 수 있다. 일 예시에 따라, 스크랩 제거부(60) 중 상부에 위치한 제1 스크랩 제거 영역(61)에는 중력 방향(-Z 방향)을 따라 소정의 제1 흡입 압력이 형성되어 자유 낙하하는 스크랩(S)을 흡입할 수 있다. 이에 따라 중력 방향(-Z 방향)을 따라 자유낙하하는 스크랩(S)이 외부로 비산되지 않도록 포집할 수 있다. 또한, 제1 스크랩 제거 영역(61)의 하부에 위치한 제2 스크랩 제거 영역(62)에는 중력 방향(-Z 방향)과 상이한 방향을 따라 소정의 제2 흡입 압력이 형성되어 제1 스크랩 제거 영역(61)에 포집된 스크랩(S)을 외부로 배출할 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 12를 참조하면, 분진 제거부(40)를 제1 지지부(31)로부터 탈착시켜 내부에 수거된 분진 고형체(C)를 수거할 수 있다. (S160) 흡입관(42)의 내주면으로부터 분리된 분진 고형체(C)는 흡입관(42)의 내부에 수용될 수 있다. 일 예시에 따라 전극(E)의 노칭 및 커팅 공정의 1 사이클이 종료되는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 분진 제거부(40)를 제1 지지부(31)로부터 분리한 후, 흡입관(42)의 내부에 수용된 분진 고형체(C)를 외부로 배출시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
1: 전극 제조 장치
10: 이송부
20: 레이저 빔 노칭부
30: 전극 지지부
40: 분진 제거부
50: 절단 장치
60: 스크랩 제거부

Claims (20)

  1. 제1 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제1 면을 구비하며, 상기 제1 면으로부터 가압 유체를 분사하는 제1 지지부;
    제2 곡률을 구비하는 곡면 형상의 제2 면을 구비하며, 상기 제1 지지부와 소정의 간격을 사이에 두고 마주보도록 배치되는 제2 지지부;
    시트 형상의 전극을 중력 방향을 따라 이송시키며, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 전극을 배치시키는 이송부;
    상기 전극의 일부를 노칭 및 절단하기 위해 레이저(laser)를 조사하는 레이저 빔 노칭부; 및
    상기 레이저를 이용하여 상기 전극을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진을 흡입하는 흡입홀과 상기 흡입홀로부터 연장되는 흡입관을 구비하는 분진 제거부; 및
    상기 흡입관의 내주면에 성장하는 분진 고형체를 상기 내주면으로부터 절단하는 절단 장치;를 포함하는,
    전극 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 흡입홀은 하나 이상으로 마련되며, 상기 흡입홀은 상기 제1 면에 배치되는,
    전극 제조 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 분진 제거부는 상기 제1 지지부에 탈착 가능하도록 배치되는,
    전극 제조 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 분진 제거부는 상기 제1 지지부에 삽입되도록 배치되며,
    상기 흡입홀과 상기 제1 지지부의 상기 제1 면에 배치된 개구부가 상호 대응되도록 배치되는,
    전극 제조 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 흡입관은 일 방향을 따라 연장하는 도관 형상을 포함하며, 상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 이동하는,
    전극 제조 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 흡입관은 상기 일 방향에 수직하는 다른 일 방향을 따르는 원형 단면을 구비하며,
    상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 일 축을 중심으로 회전하는,
    전극 제조 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 절단 장치에 회전력을 인가하는 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는,
    전극 제조 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 절단 장치가 소정의 시간 간격으로 상기 흡입관의 내주면을 따라 일 축을 중심으로 회전하도록 상기 구동부를 제어하는,
    전극 제조 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이의 상기 소정의 간격은 0.01mm 이상 15mm 이하인,
    전극 제조 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 지지부의 상기 제1 면 상에 배치되어 상기 가압 유체를 분사하는 하나 이상의 분사부를 더 포함하는,
    전극 제조 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 지지부에 마련된 상기 하나 이상의 분사부는 복수 개로 마련되며, 상기 전극과 마주보도록 배치된 상기 제1 지지부의 일 평면 상에 균일한 간격을 구비하도록 배치되는,
    전극 제조 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 중력 방향을 따라 상기 제1 지지부 및 상기 제2 지지부의 하부에 배치되며, 중력에 의해 하강하는 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 스크랩 제거부;를 더 포함하는,
    전극 제조 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 스크랩 제거부는,
    중력 방향을 따라 상부 및 하부에 배치되는 제1 스크랩 제거 영역과 제2 스크랩 제거 영역; 및
    상기 제1 스크랩 제거 영역 및 상기 제2 스크랩 제거 영역에 흡입 압력을 인가하는 펌프;를 포함하는,
    전극 제조 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 스크랩 제거 영역에는 제1 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향을 따르는 제1 유체 유동이 형성되며,
    상기 제2 스크랩 제거 영역에는 제2 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향과 상이한 방향을 따르는 제2 유체 유동이 형성되는,
    전극 제조 장치.
  15. 제1 항에 따른 전극 장치의 작동 방법에 있어서,
    상기 전극을 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이로 이동시키는 단계;
    상기 전극의 일부를 노칭 및 절단하는 단계;
    상기 전극을 노칭 및 커팅하는 과정으로부터 생성되는 분진을 흡입하는 단계;
    상기 흡입관의 내주면에 성장하는 분진 고형체를 절단하는 단계;를 포함하는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 흡입관은 일 방향을 따라 연장하는 도관 형상을 포함하며, 상기 절단 장치는 흡입관의 내주면을 따라 이동하는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 절단장치는 상기 흡입관의 내주면을 따라 소정의 시간 간격으로 회전하여 상기 분진 고형체를 절단하는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
  18. 제15 항에 있어서,
    상기 분진 제거부를 상기 제1 지지부로부터 탈착시켜 내부에 수거된 상기 분진 고형체를 수거하는 단계;를 더 포함하는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
  19. 제15 항에 있어서,
    중력에 의해 하강하는 스크랩을 흡입하여 외부로 배출하는 단계;를 더 포함하는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    중력 방향을 따라 상부 및 하부에 배치되는 제1 스크랩 제거 영역과 제2 스크랩 제거 영역이 형성되며,
    상기 제1 스크랩 제거 영역에는 제1 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향을 따르는 제1 유체 유동이 형성되고,
    상기 제2 스크랩 제거 영역에는 제2 흡입 압력에 의해 상기 중력 방향과 상이한 방향을 따르는 제2 유체 유동이 형성되는,
    전극 제조 장치의 작동 방법.
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