KR20230172197A - 전지셀 테이프 포밍 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전지셀 테이프 포밍 장치는, 테이프를 예비 밴딩하는 밴딩 플레이트; 및 상기 밴딩 플레이트의 상부를 가압하여 테이프의 밴딩하는 가압부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 가압부재로 원통형 전지셀의 양측 단으로 돌출된 테이프를 가압에 의해 눌러주어 전지셀 단부로 돌출된 테이프를 밴딩하여 균일하게 마감한다.
이에 따라, 가압부재로 원통형 전지셀의 양측 단으로 돌출된 테이프를 가압에 의해 눌러주어 전지셀 단부로 돌출된 테이프를 밴딩하여 균일하게 마감한다.
Description
본 발명은 전지셀 테이프 포밍 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원통형 전지셀에 감긴 테이프의 단부를 마감하는 전지셀 테이프 포밍 장치에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 연구가 진해되고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전지셀(전극조립체)가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전지셀이 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
그리고, 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전지셀이 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤(권취형) 전지셀, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극 들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전지셀 등을 들 수 있다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다.
이러한 안전성의 문제 중 하나로, 전지의 낙하 또는 외부 충격의 인가시 분리막을 중심으로 한 전극들의 움직임으로 인해 전극 간의 단락이 유발될 가능성이 높으며, 이에 따라, 전지셀의 외주면에 전지셀을 고정하기 위한 고정용 접착 테이프가 부가되기도 한다.
특히, 배터리의 기본단위인 셀(Cell)을 만들기 위하여 양극/음극판과 분리막을 접합하여 롤 형태로 감아 놓은 전지셀인 젤리롤(Jelly Roll)의 경우 셀(Cell)의 품질불량 방지 및 젤리롤 삽입개선을 위한 테이핑 공정이 추가된다.
이러한 테이핑 공정 후 원통형 전지셀의 양측 단(상단, 하단)으로 잉여 테이프가 돌출되며, 테이프 잔여부분(burr)을 마감하는 추가 공정이 요구된다.
그러나, 종래에는 테이프 잔여부분을 마감하는 공정이 작업자에 의한 수작업으로 이루어진다.
즉, 작업자가 테이프 잔여부분을 수작업에 의해 밴딩하여 마감하기 때문에 작업이 더디고, 작업자의 컨디션 및 숙련도에 따라 품질의 차이가 현격하게 드러나게 되어 제품의 품질을 신뢰 할 수 없는 문제점이 발생 된다.
결국, 작업자의 수작업에 따른 테이프 마감 작업속도 저하 및 이로 인한 생산성 떨어진다. 더욱이, 작업자에 따라서 일관된 마감상태를 얻기 어려웠다.
이에 따라 작업자의 세심한 주의를 요하게 되고, 투입된 작업자는 반복되는 작업에 따라 심한 스트레스를 받게 될 뿐만 아니라 그만큼 많은 시간을 할애하여야 하고, 그로 인해 많은 인력이 투입됨으로써 인건비 등의 생산단가가 상승하는 문제점이 있다.
따라서, 원통형 전지셀에 감긴 테이프의 단부를 균일하게 마감하는 개선된 전지셀 테이프 포밍 장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전지셀 테이핑 공정 후 원통형 전지셀의 양측 단으로 돌출된 테이프를 자동으로 균일하게 마감하는 전지셀 테이프 포밍 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전지셀 테이프 포밍 장치는, 테이프를 예비 밴딩하는 밴딩 플레이트; 및 상기 밴딩 플레이트의 상부를 가압하여 테이프의 밴딩하는 가압부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밴딩 플레이트는 원형으로 형성되며, 그 원형 중심으로부터 방사상으로 둘 이상 등 간격으로 절개된 절개홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절개홈의 사이로 부채꼴인 탄성편이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 밴딩 플레이트의 중심을 가로질러 이동하는 로드가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로드에는 탄성편을 하방으로 밀어주거나 상방으로 당겨주는 디스크가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디스크는 상대적으로 큰 밑면이 서로 맞닿아 있는 원뿔대로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치에 따르면, 가압부재로 원통형 전지셀의 양측 단으로 돌출된 테이프를 가압에 의해 눌러주어 전지셀 단부로 돌출된 테이프를 밴딩하여 균일하게 마감한다.
즉, 수작업인 종래와 달리 숙련도에 따른 품질 차이가 없으므로 제품의 품질을 신뢰할 수 있다.
또한, 자동화에 따른 마감 작업속도 향상 및 이로 인해 생산성이 향상된다.
또한, 밴딩 플레이트의 탄성 복원력에 의해 테이프를 예비 밴딩하여 밴딩경로를 안내한다.
또한, 밴딩 플레이트는 실리콘으로 형성되어 있어 가압에 의한 테이프의 손상을 방지한다.
도 1은 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 도시한 단면도이다.
도 2 도 1의 밴딩 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 이용한 테이프 밴딩 공정을 도시한 예시도이다.
도 2 도 1의 밴딩 플레이트를 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 이용한 테이프 밴딩 공정을 도시한 예시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 도시한 단면도이고, 도 2 도 1의 밴딩 플레이트를 도시한 평면도이며, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 이용한 테이프 밴딩 공정을 도시한 예시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치(A)는, 전지셀(C)에 부착된 테이프(T)를 예비(pre) 밴딩하는 밴딩 플레이트(100) 및 상기 밴딩 플레이트(100)의 상부를 가압하여 테이프를 밴딩하는 가압부재(200)로 구성된다.;
먼저, 상기 밴딩 플레이트(100)는 원판으로 그 중앙으로 관통공(110)이 형성된다.
또한, 상기 밴딩 플레이트(100)는 본 발명의 전지셀 테이프 포밍 장치(A)의 외형을 형성하는 프레임 또는 하우징에 고정된다.
구체적으로, 프레임 또는 하우징에 부착 또는 일체로 형성된 지그(J)에 상기 밴딩 플레이트(100)가 고정된다. 이때, 상기 지그(J)는 원형 개구부(J1)가 구비되며, 원형 개구부(J1)로 전지셀(C), 가압부재(200) 및 후술하는 로드(300)가 지나도록 구성된다.
그리고, 상기 밴딩 플레이트(100)에는 체결공(120)이 형성되며, 상기 체결공(120)의 상단으로 와셔(washer; J2)를 얹은 후 볼트를 통해 지그(J)에 고정 설치한다.
이때, 상기 체결공(120)은 관통공(110)을 중심으로 하여 방사상으로 둘 이상이 등 간격으로 형성된다. 이에 따라, 둘 이상 등 간격으로 방사상 배치된 상기 체결공(120)에 의해 안정적으로 상기 지그(J)에 고정한다.
한편, 상기 가압부재(200)는 양 단 밑면이 제거된 중공의 실린더(cylinder) 형태로 형성되며, 상기 가압부재(200)의 외면을 이루는 벽체는 테이프(T)와 밴딩 플레이트(100)를 눌러주도록 두께를 가진다.
더욱이, 상기 가압부재(200)는 본 발명의 전지셀 테이프 포밍 장치(A)의 외형을 형성하는 프레임 또는 하우징에 로터리장비 캠 또는 압공, 유압 실린더를 통해 결합됨에 따라 상하 운동이 이루어진다.
또한, 상기 밴딩 플레이트(100)는 원형으로 형성되며, 그 원형 중심인 상기 관통공(110)을 중심으로 하여 방사상으로 둘 이상 등 간격으로 절개된 절개홈(130)이 형성된다.
그리고, 상기 절개홈(130)의 사이로 부채꼴인 탄성편(140)이 형성된다. 이에 따라, 상기 탄성편(140)은 부채꼴의 호를 제외한 부분이 절개홈(130)에 의해 절개된 상태이므로 호를 제외한 상기 탄성편(140)이 상하로 유동 가능하다.
한편, 상기 밴딩 플레이트(100)는 실리콘과 합성수지인 플라스틱이 혼합된 혼합 조성물로 형성됨에 따라 탄성 복원력을 가지도록 형성된다. 이때, 합성수지에 실리콘이 코팅된 재질로 밴딩 플레이트를 구성해도 무방하다.
더욱이, 상기 밴딩 플레이트(100)는 실리콘 소재가 혼합되어 있어 상기 가압부재(200)의 가압력에도 전지셀(C)과 테이프(T)의 파손을 방지한다.
뿐만 아니라, 상기 절개홈(130)의 탄성편(140)의 호와 인접하는 위치에는 응력 집중에 의한 파손 방지와 탄성편(140)의 탄성 변형시에 원활하게 동작하도록 원형 응력분산공(150)이 형성된다.
또한, 상기 밴딩 플레이트(100)의 중심인 상기 관통공(110)을 가로질러 이동하는 로드(300)가 더 구비된다. 이때, 상기 로드(300)는 본 발명의 전지셀 테이프 포밍 장치(A)의 외형을 형성하는 프레임 또는 하우징에 로터리장비 캠 또는 공압, 유압 실린더를 통해 결합됨에 따라 상하 운동이 이루어진다.
그리고, 상기 로드(300)에는 상기 탄성편(140)을 하방으로 밀어주거나 상방으로 당겨주는 디스크(310)가 더 구비된다.
이때, 상기 디스크(310)는 2개의 원뿔대(310a,310b)로 형성되며, 2개의 원뿔대(310a,310b)는 상대적으로 큰 밑면이 서로 맞닿아 하나의 상기 디스크(310)로 형성된다.
또한, 2개의 원뿔대(310a,310b)는 원뿔대(310a,310b)의 옆면을 이루는 모선이 테이퍼(311a,311b)로 형성되어 있어 상기 탄성편(140)을 하방으로 밀어주거나 상방으로 당겨주는 동작이 원할하게 이루어진다. 타고 흐르며 탄성편의 접힘과 파손도 방지할 수 있다.
이때, 도 1과, 도 3a (e), (f)와 같이 상기 원뿔대(310a,310b)에 의해 탄성편(140)은 예각 이상으로 상방으로 당겨지며 탄성 복원력에 의해 테이프(T)와 전지셀(C)의 모서리 접합부위부터 접촉한다. 이에 따라, 테이프(T)와 전지셀(C)의 모서리부터 테이프(T)를 눌러주어 들뜸 없이 마감한다.
본 발명에 따르면, 상기 가압부재(200)로 원통형 전지셀(C)의 양측 단으로 돌출된 테이프(T)를 가압에 의해 눌러주어 전지셀(C) 단부로 돌출된 테이프(T)를 밴딩하여 균일하게 마감한다.
즉, 수작업인 종래와 달리 숙련도에 따른 품질 차이가 없으므로 제품의 품질을 신뢰할 수 있다.
또한, 자동화에 따른 마감 작업속도 향상 및 이로 인해 생산성이 향상된다.
또한, 상기 밴딩 플레이트(100)의 탄성 복원력에 의해 테이프를 예비(pre) 밴딩하여 밴딩 경로를 안내한다.
또한, 상기 밴딩 플레이트(100)는 실리콘으로 형성되어 있어 가압에 의한 테이프의 손상을 방지한다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하여 본 발명에 따른 전지셀 테이프 포밍 장치를 이용한 테이프 밴딩 공정을 설명한다.
먼저, 로드(300)로 밴딩 플레이트(100)의 중심을 하방으로 밀어낸다(a).
다음, 로드(300)가 밴딩 플레이트(100)를 중심을 가로지른 후(b), 탄성 복원력에 의해 밴딩 플레이트(100)는 편평한 상태를 유지한다(c). 이때. 탄성편(140)은 디스크(310)의 테이퍼(311b)를 타고 간섭 없이 하방으로 밀려난다.
그리고, 로드(300)는 상승하며 밴딩 플레이트(100)의 탄성편(140)을 상방으로 당겨준다(d-e). 이때 탄성편(140)은 디스크(310)의 테이퍼(311a)를 타고 자연스럽게 상방으로 당겨지며 탄성 복원력이 작용하는 상태를 유지한다.
다음, 전지셀(C)은 상승한다(f).
그리고, 로드(300)는 상승하며 밴딩 플레이트(100)의 탄성편(140)은 탄성 복원력에 의해 테이프(T)를 예비 밴딩한다(g-h).
마지막으로, 가압부재(200)는 하강하여 전지셀(C) 단부로 돌출된 테이프(T)를 가압하여 밴딩한다(i).
이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.
A - 테이프 포밍 장치
100 - 밴딩 플레이트 200 - 가압부재
300 - 로드
C - 전지셀
J- 지그
J1 - 개구부 J2 - 와셔
T - 테이프
100 - 밴딩 플레이트 200 - 가압부재
300 - 로드
C - 전지셀
J- 지그
J1 - 개구부 J2 - 와셔
T - 테이프
Claims (6)
- 테이프를 예비 밴딩하는 밴딩 플레이트; 및
상기 밴딩 플레이트의 상부를 가압하여 테이프의 밴딩하는 가압부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 밴딩 플레이트는 원형으로 형성되며, 그 원형 중심으로부터 방사상으로 둘 이상 등 간격으로 절개된 절개홈이 형성된 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 절개홈의 사이로 부채꼴인 탄성편이 형성된 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 밴딩 플레이트의 중심을 가로질러 이동하는 로드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 로드에는 탄성편을 하방으로 밀어주거나 상방으로 당겨주는 디스크가 더 구비된 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
- 제 5항에 있어서,
상기 디스크는 상대적으로 큰 밑면이 서로 맞닿아 있는 원뿔대로 형성된 것을 특징으로 하는 전지셀 테이프 포밍 장치.
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| KR1020220072734A KR20230172197A (ko) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | 전지셀 테이프 포밍 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230172197A true KR20230172197A (ko) | 2023-12-22 |
Family
ID=89309787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220072734A KR20230172197A (ko) | 2022-06-15 | 2022-06-15 | 전지셀 테이프 포밍 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230172197A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240134774A (ko) | 2023-03-02 | 2024-09-10 | 엘지전자 주식회사 | 포밍 장치 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023922B1 (ko) | 2008-10-14 | 2011-03-22 | 주식회사 엘지화학 | 원통형 이차전지 팩 |
| KR101466343B1 (ko) | 2013-01-03 | 2014-12-01 | (주)위드 | 자동 밴딩 유닛 및 그것을 갖는 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비 |
| KR101820442B1 (ko) | 2013-10-31 | 2018-01-19 | 주식회사 엘지화학 | 전지셀의 전극조립체 테이핑 장치 및 상기 테이핑 장치를 이용하여 제조된 전지셀 |
| KR102111445B1 (ko) | 2016-04-14 | 2020-05-15 | 주식회사 엘지화학 | 전지셀에 접착테이프를 부착 가능한 테이핑 장치 |
-
2022
- 2022-06-15 KR KR1020220072734A patent/KR20230172197A/ko unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101023922B1 (ko) | 2008-10-14 | 2011-03-22 | 주식회사 엘지화학 | 원통형 이차전지 팩 |
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| KR101820442B1 (ko) | 2013-10-31 | 2018-01-19 | 주식회사 엘지화학 | 전지셀의 전극조립체 테이핑 장치 및 상기 테이핑 장치를 이용하여 제조된 전지셀 |
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