KR20240029920A - 기준점 마킹장치 및 롤맵 생성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 길이방향을 따라 코팅부와 비코팅부가 반복 배열되는 패턴 전극의 기준점 마킹장치에 관한 것으로서, 상기 패턴 전극은, 후속공정에서 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고, 상기 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 이동마킹기; 및 상기 이동마킹기의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 또한 상기 기준점 마킹장치를 이용한 롤맵 생성장치를 제공한다.

Description

기준점 마킹장치 및 롤맵 생성장치{DEVICE FOR MARKNIG REFERENCE POINT AND ROLLPMAP PRODUCING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 코팅부와 비코팅부가 길이방향을 따라 반복 배열되는 패턴 전극에 기준점을 효율적으로 마킹할 수 있는 기준점 마킹장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 이러한 기준점 마킹장치를 이용한 롤맵 생성장치에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중에서도, 리튬 이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수하다는 점에서, 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자 제품들의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.

리튬 이차전지의 전극을 제조하는 이른바 전극 공정은, 집전체인 금속 극판의 표면에 활물질 및 소정 절연물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하는 코팅공정과, 코팅된 전극을 압연하는 롤프레스 공정 및 압연된 전극을 치수에 따라 절단하는 슬리팅공정으로 이루어진다.

전극 공정에서 제조된 전극은 노칭 공정에 의하여 전극 탭이 형성되고, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 전극 조립체로 된 다음, 이 전극 조립체를 스태킹, 폴딩 또는 권취하여 파우치나 캔 등으로 포장하고 전해액을 주액하는 조립공정을 통해 이차전지의 형태가 만들어진다. 이후 조립된 이차전지는 충방전되어 전지 특성을 부여하는 활성화공정을 거쳐 최종적인 완제품의 이차전지가 된다.

상기 전극 공정에서 전극에 파단이나 불량이 발생하는 경우에 파단부위 또는 불량부위를 제거하고 전극을 연결테이프로 연결하는 경우가 있다. 혹은 전극 품질을 유지하기 위하여 전극 품질이 불균일한 전극 시단부나 종단부를 제거하는 경우가 있다. 이 경우 작업자는 전극 제거 및 연결 후에 잘려진 전극의 길이(전극 로스량)를 임의로 제어부 등에 입력한다. 하지만, 작업자가 수동으로 측정하여 전극 로스량을 입력하기 때문에, 실제로는 소모된 전극 로스량이 정확하지 않다. 또한, 작업자마다 입력되는 전극 로스량도 상이하다.

이 경우 후속 공정에서 상기 연결테이프를 감지하여 전극이 파단되어 연결되었다는 것은 알 수 있지만, 전극 로스량은 작업자의 입력에 의존하므로, 전극 로스량을 정확하게 파악할 수 없다. 잘려나간 전극 로스량이 정확하지 않으면, 후속공정에서 전극의 위치 좌표가 바뀌므로, 원하는 위치에 정확하게 후속공정처리를 할 수 없다. 또한, 전극 공정의 각 세부공정 간에 품질 변화를 비교 분석할 때 전극 로스량에 따라 기준이 달라지므로, 전극의 위치에 따른 품질 비교를 신뢰성 있게 행할 수 없다.

최근에는 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 화면상에 나타낸 롤맵 바 상에 품질 또는 불량에 관한 데이터를 표시하는 롤맵이 사용되고 있다. 이 롤맵은 코팅공정, 롤프레스 공정, 슬리팅 공정의 각 전극 세부공정에서 각각 작성되므로, 상기 롤맵 정보를 다운로드 받아 전 공정에서의 품질 불량이나 전극 파단에 관한 정보를 확인하고, 후공정에서 이를 확인하여 불량의 제거나 필요한 후속처리를 하고 있다. 그런데, 상기와 같이 전극 로스량이 정확하게 파악되지 않으면, 롤맵 상에 표시되는 전극 위치데이터가 달라져서 품질이나 불량 위치에 관한 데이터를 정확하게 표시할 수 없고, 후공정에서 상기 롤맵을 참조시 잘못된 위치 좌표에 기하여 후공정을 행하게 되는 위험성이 있다.

도 1은 전극에 로스가 발생할 경우, 기준점 유무에 따라 전극 길이방향 좌표에 왜곡이 발생하는 것을 나타낸 개략도이다.

도 1의 상부 도면은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동하는 전극의 이동을 모사한 롤맵(RM: Roll Map)이다. 실제 롤맵(RM) 상에는 품질, 불량에 관한 많은 세부 데이터가 시각적으로 함께 표시되지만, 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 전극의 파단과 연결테이프(T)만을 도시하여 나타내었다.

도 1의 상부 도면의 롤맵(RM)은 실제 전극을 모사한 것으로서, 실제 전극에서는 여러 종류의 파단이 발생한다. 전극 공정의 세부공정 중 하나의 공정을 진행할 때 그 당해 공정(자공정) 내에서 전극 파단이 발생하여 50미터, 60미터의 파단이 발생한 것이 롤맵(RM) 상에 표시되어 있다. 또한, 당해 공정에 진입하기 전의 공정에서 전극 시단부가 30미터 제거되고, 자공정에서 전극 종단부가 35미터 제거된 것이 표시되어 있다.

이 경우, 상기 파단부나 전극 시단부와 종단부의 전극 제거부(전극 로스부)를 제거하면 도 1의 중간부의 도면과 같이 파단부를 연결한 연결테이프(T)만이 남게 된다. 즉, 도 1의 중간부의 도면이 실제 전극의 형태가 된다. 이 중간부의 도면에서는 예컨대 이음매 감지센서에 의하여 연결테이프(T)의 위치는 검출할 수 있다. 그러나, 파단된 전극이나 제거된 전극은 실제 전극 상에 남아 있지 않으므로, 그 전극 제거부(로스부)의 길이인 전극 로스량은 파악할 수 없다. 상술한 바와 같이, 상기 전극 제거부는 작업자가 수동으로 입력하므로 정확한 전극 로스량을 알기 어렵다.

또한, 전극 로스량을 파악할 수 없다면, 전극 공정의 롤맵(RM)도 도 1의 중간부의 도면과 같은 형태가 되어 롤맵 상의 위치 좌표도 왜곡이 발생한다. 도 1의 상부 도면은 전극의 파단/제거 길이를 알고 있다고 가정하여 연결테이프와 함께 편의상 표시한 것으로서, 실제 전극 로스 발생시에는 도 1의 중간부 도면의 형태가 되는 것이다.

도 1의 하부의 도면은, 기준점을 도입하여 롤맵(RM)의 좌표 왜곡을 방지한 것을 나타내는 도면이다.

도 1의 하부의 롤맵(RM)에서는 기준점(M1,M2,M3)을 소정 간격마다 도입하고, 전극 로스부를 표시하고 있다. 상기 기준점(M1,M2,M3)의 개수, 간격은 전극의 길이나 사양에 따라 다르게 적용할 수 있다. 도 1에서는 1200미터 길이의 전극을 상정하여, 300,600,900미터 지점에 각각 기준점(M1,M2,M3)을 표시하였다. 실제 전극에 상기와 같은 기준점(M1,M2,M3)을 마킹하고, 전극 로스 발생시에 상기 기준점을 실측하면 상기 기준점의 간격이 변동되어 그 변동값에 기초하여 전극 로스량을 용이하게 파악할 수 있다. 이와 같이, 전극 로스량이 파악되면, 도 1의 하부의 롤맵(RM)과 같이, 기준점(M1,M2,M3)과 전극 로스 길이를 함께 표시할 수 있다. 이에 따라, 하나의 롤맵에 상기 로스 길이가 반영된 전극의 길이방향 치수(절대좌표), 반영되지 않은 전극의 길이방향 치수(상대좌표)를 함께 표시할 수 있다.

이와 같이, 전극에 기준점을 도입하면, 기준점 간격 변동으로부터 변동 전의 기준점 위치(설정된 기준점 위치)와 측정된 기준점 위치를 대비하여 전극 로스량을 파악할 수 있고, 이를 롤맵 상에 반영할 수 있다.

또한, 상기 기준점은 전극 코팅공정, 롤프레스 및 슬리팅공정, 노칭 등 조립공정, 전극 권취 및 이송공정, 전지 캔 삽입공정 등에 있어서, 각 전극에 부여되는 셀 아이디와 함께 개별 전지를 식별하고 특정하는 기준이 된다. 따라서, 특정 공정에서 불량 등의 문제가 발생하였을 경우, 상기 셀 아이디 및 기준점에 기초하여 원인을 분석하거나 추적함으로써 품질관리를 용이하게 행할 수 있다.

도 2는 단일 전극 레인의 전극에 기준점을 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.

도면의 화살표는 전극 주행방향이다. 상기 전극(1)은 하나의 코팅부(1b)의 양측에 비코팅부(1a)가 형성된 것이다. 따라서, 종래의 기준점 마킹기(2)는 전극의 일측 비코팅부 또는 양측의 비코팅부(1a)에 기준점(M)을 마킹하면 충분하였다.

그러나, 이러한 종래의 마킹장치는 이른바 패턴 전극의 기준점 마킹에는 적합하지 않았다.

도 3에는 패턴 전극(10)의 일례가 도시되어 있다.

패턴 전극(10)은 길이방향을 따라 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되어 패턴을 형성하는 전극이다.

이러한 패턴 전극(10)은 후속공정에서 상기 코팅부(12) 사이의 비코팅부(11')를 기준으로 폭방향으로 슬리팅된다. 슬리팅된 하나의 전극 코팅부(12)는 다른 극성의 전극 코팅부 및 분리막과 적층되어 스택 셀 형태의 전극조립체를 형성하거나, 혹은 다른 극성의 전극 코팅부 및 분리막과 함께 권취되어 젤리롤 형태의 전극조립체를 형성할 수 있다.

특히 소형 전지용으로 사용되는 패턴 전극은, 비코팅부(11')를 폭방향으로 슬리팅하기 전에, 패턴 전극의 길이방향을 따라 길게 슬리팅하여 복수개의 전극 레인을 먼저 형성한다. 이후, 각 전극 레인의 코팅부 사이의 비코팅부(11')를 절단한다. 이 경우에는, 각 전극 레인의 절단된 코팅부가 적층되거나 권취되어 전극조립체를 형성할 수 있다.

도 2의 마킹장치를 도 3과 같은 패턴 전극에 적용할 경우에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 패턴 전극 제조 후 슬리팅공정에서는 패턴 전극의 폭"??* 양측단의 비코팅부(널링부;11)를 제거한다. 그런데, 종래에는 도 2와 같이, 패턴 전극의 폭방향 양측 비코팅부(11)에 기준점을 마킹하므로, 슬리팅 공정 이후에는 기준점이 제거되어 버린다. 이로 인하여, 슬리팅 공정부터 권취공정까지의 사이에는 기준점에 기초한 품질관리를 행할 수 없는 그레이 존이 발생한다.

둘째, 대형 전극의 기준점은 길이(예컨대, 미터(m)) 단위로 마킹하고, 불량에 의하여 기준점 간에 간격이 변동되었을 때 길이 단위로 좌표를 붙여 롤맵을 작성하거나 롤맵의 보정을 행한다. 그러나, 패턴 전극과 같은 소형 전극은 그 크기가 작아서, 이러한 길이단위의 좌표와 함께, 코팅부의 패턴수 단위로 관리하고 있다. 즉, 전극 길이방향 좌표로서 미터 정보와 함께 패턴수 단위로 좌표를 부여하고, 길이방향 특정 위치도 패턴수로 표시할 수 있다. 패턴 전극의 롤맵도 이러한 패턴수 단위로 나타낼 수 있다. 따라서, 대형 전극의 기준점 마킹 메커니즘을 소형 전극의 기준점 마킹에 적합하도록 변경할 필요가 있다.

셋째, 패턴 전극을 슬리팅하여 복수개의 전극 레인으로 할 경우, 각각의 전극 레인(예정부위)에 기준점을 마킹하기 위해서는, 복수개의 마킹기가 필요하다. 그러나, 마킹기 개수가 증가하면, 제조비용이 상승하고 설치과정도 복잡하게 된다. 또한, 마킹기에 필요한 광학 부품의 개수도 증가하여 제조비용이 더욱 증가한다. 뿐만 아니라, 크기가 작은 패턴 전극의 전극 레인 예정부위 사이에 복수개의 마킹기를 설치할 공간도 부족하다.

따라서, 패턴 전극에 기준점을 효율적으로 마킹할 수 있는 기술의 개발이 요망된다 하겠다.

대한민국 등록특허공보 제10-601567호

본 발명은 코팅부와 비코팅부가 길이방향을 따라 반복 배열되는 패턴 전극에 기준점을 효율적으로 마킹할 수 있는 기준점 마킹장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 기준점 마킹장치를 이용하여 롤맵 상에 기준점 정보와 불량에 관한 정보를 효과적으로 나타낼 수 있는 롤맵 생성장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 기준점 마킹장치는, 길이방향을 따라 코팅부와 비코팅부가 반복 배열되는 패턴 전극의 기준점 마킹장치로서, 상기 패턴 전극은, 후속공정에서 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고, 상기 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 이동마킹기; 및 상기 이동마킹기의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 각 전극 레인예정부위의 비코팅부는 후속공정에서 폭방향으로 슬리팅되는 폭방향 슬리팅 예정부위를 가지고, 상기 기준점은 상기 폭방향 슬리팅 예정부위가 아닌 비코팅부의 부위에 마킹될 수 있다.

상기 패턴 전극이 길이방향을 따라 이동할 때, 상기 이동마킹기가 기준점을 마킹할 수 있다.

이 경우, 상기 이동마킹기가 폭방향을 따라 이동하며 복수개의 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 각각 마킹할 때의 마킹 경로는, 상기 패턴 전극의 길이방향으로의 이동속도로 인하여 길이방향 후방으로 경사지는 대각선 경로로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 이동마킹기는, 상기 코팅부의 1패턴씩 길이방향 후방으로 밀린 위치에서 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 순차적으로 기준점을 마킹할 수 있다.

또한, 상기 이동마킹기는 상기 길이방향을 따라 상기 코팅부의 소정 패턴수 간격으로 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹할 수 있다.

상기 패턴 전극은 상면과 하면에 각각 전극 활물질이 코팅되는 양면 전극이고, 상기 이동마킹기는 상기 패턴 전극의 상면과 하면 상에 각각 설치될 수 있다.

상기 기준점 마킹장치는, 언와인더와 리와인더 사이에서 상기 패턴 전극이 롤투롤 상태로 길이방향을 따라 이동할 때, 상기 언와인더 또는 리와인더 회전량에 따른 패턴 전극의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득하고 상기 좌표 데이터를 상기 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있는 위치계측기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 코팅부의 소정 패턴수 간격으로 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하도록 상기 이동마킹기를 제어할 수 있다.

상기 마킹되는 기준점은, 각 전극 레인 예정부위의 순번정보와, 상기 패턴 전극 길이방향을 따른 기준점의 패턴수 단위 또는 패턴 순번 정보를 포함할 수 있다.

상기 기준점 마킹장치는, 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단에 길이방향을 따라 구비된 비코팅부에 불량 마킹을 하며, 상기 이동마킹기와 전극 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 불량마킹기를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 패턴 전극 상에 폭방향을 따라 가이드축이 배치되고,

상기 이동마킹기 및 불량마킹기는 상기 가이드축에 결합되며,

상기 이동마킹기는 상기 가이드축을 따라 이동 가능하게 설치될 수 있다.

상기 패턴 전극을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 패턴 전극의 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터를 취득할 수 있는 불량검사기가 상기 불량마킹기 위치 이전에 적어도 1개 배치되고, 상기 불량마킹기는 상기 불량검사기로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부에 불량 마킹을 할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 불량검사기와 불량마킹기와의 거리 및 상기 패턴 전극의 이동속도에 기초하여 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 전극 부분이 상기 불량마킹기에 도착할 시점을 구하고, 상기 도착 시점에서 상기 불량마킹기가 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 마킹을 하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면의 롤맵 생성장치는, 전극 길이방향을 따라 코팅부와 비코팅부가 반복 배열되는 패턴 전극이 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동할 때, 상기 언와인더 또는 리와인더 회전량에 따른 패턴 전극의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득하고, 상기 좌표 데이터를 상기 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있는 위치계측기;

상기 위치계측기와 연동되어 상기 패턴 전극의 길이방향을 따라 상기 패턴 전극 상에 소정 간격으로 기준점을 마킹하는 마킹기; 및

상기 위치계측기 및 마킹기와 연동되어 패턴 전극의 길이방향 위치에 관한 좌표 데이터, 코팅부의 패턴수 단위 데이터 및 기준점에 관한 패턴수 단위 데이터를 취득하며, 롤투롤 상태로 이동하는 전극을 모사한 롤맵 상에 적어도 상기 패턴수 단위 데이터를 표시하여 롤맵을 생성하는 롤맵 생성부를 포함하고,

상기 패턴 전극은, 후속공정에서 전극 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고,

상기 마킹기는 상기 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 이동마킹기이고,

상기 롤맵 생성부는 상기 이동마킹기가 마킹한 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 롤맵 및 개별 전극 레인 예정부위의 롤맵을 생성할 수 있다.

상기 롤맵 생성장치는, 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단에 길이방향을 따라 구비된 비코팅부에 불량 마킹을 하며, 상기 이동마킹기와 전극 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 불량마킹기를 더 포함하고,

상기 패턴 전극을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 패턴 전극의 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터를 취득할 수 있는 불량검사기가 상기 불량마킹기 위치 이전에 적어도 1개 배치되고,

상기 불량마킹기는 상기 불량검사기로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부에 불량 마킹을 하고,

상기 롤맵 생성부는, 상기 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 롤맵 상에 상기 기준점과 불량 마킹을 함께 표시할 수 있다.

본 발명에 의하면, 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하는 이동마킹기로, 복수개의 전극 레인 예정부위에 모두 대응하여 기준점을 마킹할 수 있다.

따라서, 기준점 마킹을 위한 마킹기의 개수가 대폭 감소하여 제조비용을 크게 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 기준점 마킹장치에 의한 기준점의 패턴수 단위 데이터에 기초하여 패턴 전극 및 각 전극 레인 예정부위를 모사한 롤맵을 구현할 수 있다. 상기 롤맵에는 기준점 정보 외에 전극 불량에 관한 정보도 동시에 표시할 수 있다. 따라서, 패턴 전극의 품질 불량과 관련한 데이터들을 상기 기준점과 관련하여 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 전극 공정의 각 세부공정에서 상기 기준점이 표시된 롤맵을 참조할 수 있으므로, 후속공정에서의 처리나 불량 제거 또는 품질 추적 및 관리 등을 용이하게 행할 수 있다.

도 1은 전극에 로스가 발생할 경우, 기준점 유무에 따라 전극 길이방향 좌표에 왜곡이 발생하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 2는 단일 전극 레인의 전극에 기준점을 표시하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 3은 패턴 전극의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 기준점 마킹장치의 개략도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 이동마킹기의 작동과정을 나타내는 개략도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따라 기준점이 마킹되는 것을 나타낸 개략도이다.
도 7은 패턴 전극이 슬리팅된 후의 전지 조립과정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 기준점 마킹장치의 개략도이다.
도 9은 제2 실시형태에 따른 마킹기의 작동과정을 나타내는 개략도이다.
도 10은 제2 실시형태에 따라 기준점 및 불량이 마킹되는 것을 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 측면인 롤맵 생성장치의 개략도이다.
도 12는 롤맵 생성부에 포함되는 데이터 시각화 장치의 개략도이다.
도 13은 본 발명의 롤맵 생성장치에 의하여 생성된 패턴 전극의 롤맵을 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

<기준점 마킹장치>

(제1 실시형태)

도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 기준점 마킹장치의 개략도이고, 도 5는 제1 실시형태에 따른 이동마킹기의 작동과정을 나타내는 개략도이고, 도 6은 제1 실시형태에 따라 기준점이 마킹되는 것을 나타낸 개략도이고, 도 7은 패턴 전극이 슬리팅된 후의 전지 조립과정을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 기준점 마킹장치(100)는, 길이방향을 따라 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되는 패턴 전극(10)의 기준점 마킹장치(100)로서, 상기 패턴 전극(10)은, 후속공정에서 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고, 상기 패턴 전극(10)의 폭방향(Y)을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹하는 이동마킹기(20); 및 상기 이동마킹기(20)의 동작을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.

본 발명에서 기준점 마킹대상이 되는, 패턴 전극(10)은 도 6과 같이 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되는 전극을 말한다. 즉, 전극의 길이방향(X)을 따라, 코팅부(12)가 소정 개수의 패턴으로 코팅되는 전극을 칭한다. 코팅부(12)에는 전극 활물질이 코팅된다. 도 4와 같이, 전극(집전체)이 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤상태로 진행될 때, 코터(C)로부터 전극 활물질이 집전체 상에 단속적으로 토출되어 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되는 패턴 전극(10)이 형성된다. 코팅된 전극은 전극 오븐(D)을 통과하면서 코팅부(12)가 건조된다. 본 발명의 기준점 마킹장치(100)는, 상기 전극 오븐(D) 이후에 배치되어 패턴 전극(10) 상에 소정의 기준점(M)을 마킹할 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 패턴 전극(10)은, 후속공정(슬리팅 공정)에서 길이방향(X)을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성되는 전극 레인 예정부위(L1,,,,L20)를 복수개 구비하고 있다. 도 6에 도시된 패턴 전극(10)은 L1부터 L20까지 총 20개의 전극 레인 예정부위를 구비하고 있다. 즉, 상기 전극 레인 예정부위는 패턴 전극(10)의 폭방향(Y)을 따라 소정 개수(본 실시예에서는 20개) 배열된다.

기준점 마킹대상이 되는 각각의 전극 레인 예정부위도 전극 길이방향을 따라 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되는 구조를 가진다. 기준점(M)은 각 전극 레인 예정부위의 코팅부(12) 사이의 비코팅부(11')에 마킹된다. 상술한 바와 같이, 기준점은 전극 공정, 조립공정, 이후의 권취 공정 등에서 품질관리 및 추적을 위한 기준정보가 된다. 이 때문에, 후속의 슬리팅 공정을 거치더라도 각 전극 레인 예정부위의 기준점의 형상이 손상되는 일 없이 유지될 필요가 있다. 따라서, 상기 기준점은 전극 레인 예정부위의 폭방향 상한선과 하한선(즉, 이웃하는 전극 레인 예정부위와의 경계선(S1))의 범위 내에 마킹될 필요가 있다. 즉, 이웃하는 전극 레인의 경계선(S1)에 걸쳐지도록 기준점이 마킹되지 않는 것이 좋다.

또한, 상기 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')는 후속공정에서 폭방향으로 슬리팅된다. 따라서, 상기 비코팅부(11')는 폭방향으로 슬리팅되는 폭방향 슬리팅 예정부위(예정라인:S2)를 가진다. 기준점이 상기 슬리팅 예정부위에 걸칠 경우, 폭방향으로의 슬리팅에 의하여 기준점(M)의 형상이 손상될 수 있다. 따라서, 상기 기준점은 상기 폭방향 슬리팅 예정부위를 피하여 마킹될 필요가 있다. 즉, 기준점은 폭방향 슬리팅 예정부위가 아닌 비코팅부(11')의 부위에 마킹한다(도 6 참조).

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이동마킹기(20)는 패턴 전극(10)의 폭방향을 따라 이동하면서, 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹한다. 이에 의하여, 각 전극 레인 예정부위를 따라 별도의 마킹기를 설치할 필요 없이, 한 대의 이동마킹기(20)로 복수개의 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹할 수 있다. 혹은 필요에 따라 복수개의 전극 레인 예정부위를 소정 개수의 전극 레인 예정부위의 그룹으로 나누고 해당 그룹별로 한대의 이동마킹기(20)가 마킹하도록 할 수 있다. 이 경우에는 이동마킹기(20)의 개수를 그룹의 개수만큼 설치하면 된다. 이 경우에도 각 전극 레인 예정부위마다 이동마킹기를 설치할 필요가 없으므로 필요한 이동마킹기의 개수를 줄일 수 있다. 상기 이동마킹기(20)는 폭방향 일측단으로부터 타측단, 혹은 타측단으로부터 일측단으로 이동하면서 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹할 수 있다. 상기 이동마킹기(20)는 종래와 같이, 패턴 전극(10)의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부(11)에 기준점을 마킹하지 않는다. 대신, 각 전극 레인 예정부위의 코팅부(11) 사이의 비코팅부(11')에 기준점이 마킹된다. 따라서, 패턴 전극(10)의 일측단 또는 양측단의 비코팅부(11)가 슬리팅에 의하여 제거되더라도, 기준점(M)이 잔존하므로 롤맵 생성 또는 품질관리시 참고할 수 있다. 또한, 각 전극 레인 예정부위가 길이방향으로 각각 슬리팅되더라도, 전극 레인 예정부위의 코팅부(12) 사이에 마킹되는 기준점이 남아 있으므로, 코팅부의 패턴수 단위로 롤맵을 생성할 때에 참고할 수 있다. 또한, 전극 레인 예정부위가 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 된 후, 다시 각 전극 레인을 폭방향으로 슬리팅하는 경우에도, 기준점이 잔존하므로, 각 코팅부(12)를 권취하는 공정이나 전지 캔(B1,,,Bn)에 삽입하는 경우에도 상기 기준점을 기준으로 각 전지셀을 관리할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 소형 패턴 전극(10)을 패턴수 단위로 관리하거나 패턴수 단위로 표시하여 롤맵을 작성하기 적합하다.

상기 이동마킹기(20)로서는, 예컨대 잉크젯 방식의 잉크마킹기 또는 레이저 방식의 레이저 마킹기 또는 펀칭방식의 마킹기를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기준점(M)의 시인성이 우수하고 비코팅부(11')에 손상이 가지 않는 범위에서 적절한 마킹기를 선택하여 사용할 수 있다. 레이저 방식이나 펀칭방식의 마킹기의 경우 비코팅부(11')에 손상을 남길 수 있으므로, 기준점(M) 마킹 시 주의할 필요가 있다.

도 5를 참조하면, 일 실시예의 이동마킹기(20)는 패턴 전극(10) 상에서 폭방향을 따라 설치된 가이드축(R)에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 상기 가이드축(R)을 따른 이동마킹기(20)의 이동기구는, 공지된 직선이동기구를 채용할 수 있다. 예컨대, 상기 이동마킹기(20)는 가이드축(R)을 따라 직선이동 가능한 리니어모터를 구비할 수 있다. 또한, 이동마킹기(20)는 상기 가이드축(R)을 따라 이동시에 마찰 저감을 위하여 가이드되는 부분에 베어링을 구비한 LM 가이드기구를 포함할 수 있다. 이러한 직선이동기구는 공지된 것이므로, 그에 관한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 이동마킹기(20)는 마킹부(23)를 구비한다. 상기 이동마킹기(20)가 잉크마킹기일 경우, 상기 마킹부는 도시하지 않은 잉크 공급부에 연결되는 노즐부일 수 있다.

상기 이동마킹기(20)는 코팅부(12)와 비코팅부(11')를 구별하여 인식할 수 있도록 비전카메라(21) 또는 인식센서를 구비할 수 있다. 비전카메라(21)는 코팅부(12)와 비코팅부(11')의 경계를 식별하여 비코팅부(11')의 소정 마킹위치에 상기 마킹부(23)가 마킹할 수 있도록 한다. 인식센서로서는 코팅부와 비코팅부의 색깔 또는 명암을 대조하여 비코팅부의 위치를 식별할 수 있는 인식센서를 사용할 수 있다. 예컨대 칼라센서 또는 명암을 식별할 수 있는 광학센서 등을 사용할 수 있다. 비전카메라(21) 또는 인식센서가 비코팅부(11')와 코팅부(12)를 용이하게 식별할 수 있도록 상기 이동마킹기(20)는 조명장치(22)를 더 구비할 수 있다. 이러한 비전카메라와 조명장치와 같은 광학 부품들은 고가이다. 본 발명은 하나 또는 적은 개수의 이동마킹기(20)로 복수개의 전극 레인 예정 부위에 기준점(M)을 마킹할 수 있으므로, 고가의 광학 부품의 개수를 크게 줄일 수 있다는 장점이 있다. 상기 이동마킹기(20)는 상기 비전카메라 또는 센서를 이용하여 마킹위치를 확정하고, 엔코더 정보를 활용하여 정해진 마킹위치에 기준점을 마킹할 수 있다.

이동마킹기(20)는 폭방향(Y)을 따라 이동하므로, 그 이동범위가 설정될 필요가 있다. 이를 위하여 리미트센서(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 리미트센서와 제어부(40)는 연동되며, 리미트센서로부터 감지된 위치에 따라 제어부(40)는 상기 이동마킹기(20)의 이동범위를 규제할 수 있다. 필요에 따라, 상기 이동마킹기(20) 충돌방지를 위한 스토퍼(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 물론, 그 외의 기계적 및/또는 전자적인 스토퍼 기구를 상기 이동마킹기(20) 또는 이동마킹기(20)와 결합되는 가이드축(R) 상에 마련할 수도 있다.

제어부(40)는 패턴 전극(10)의 길이방향으로 소정 위치 및 소정 간격으로 상기 이동마킹기(20)가 기준점(M)을 마킹하도록 제어한다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 패턴 전극(10)이 길이방향(X)을 따라 이동할 때, 제어부(40)는 이동마킹기(20)가 기준점을 마킹할 수 있도록 제어할 수 있다.

이동마킹기(20)는 폭방향을 따라 이동하므로, 그 이동 동작, 이동속도 등도 제어부(40)에 의하여 제어될 수 있다. 상기 제어부(40)가 전극 이송을 제어하는 PLC 제어부인 경우, 패턴 전극(10)의 길이방향으로의 이동속도를 제어할 수 있고, 또한 상기 이동 속도와 연동하여 이동마킹기(20)의 이동속도를 상기 제어부(40)가 결정할 수 있다. 즉, 상기 제어부(40)는, 패턴 전극(10)의 이동속도, 이동 마킹기의 이동 속도, 기준점 마킹 위치, 마킹 간격 등을 종합적으로 고려하여, 원하는 마킹 위치에 기준점이 마킹되도록 이동마킹기(20)를 제어할 수 있다.

패턴 전극(10)의 길이방향 위치 및 간격을 파악할 수 있도록 본 발명의 기준점 마킹장치(100)는, 패턴 전극(10)의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득할 수 있는 위치계측기(30)를 포함할 수 있다. 상기 위치계측기(30)는 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)의 회전량에 따른 패턴 전극(10)의 길이방향 위치를 좌표데이터로 취득 가능하다. 예컨대, 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)를 구동하는 모터 회전량으로부터 패턴 전극(10)의 위치값을 추출하는 로터리 엔코더(30U,30R)를 상기 위치계측기로 사용할 수 있다. 도 4에서는 설명의 편의를 위하여 언와인더(UW)의 로터리 엔코더(30U) 및 리와인더(RW)의 로터리 엔코더(30R)가 각각 언와인더(UW) 및 리와인더(RW)의 외부에 배치한 것을 도시하였지만, 상기 엔코더들(30U,30R)은 언와인더(UW) 및 리와인더(RW)에 각각 내장될 수 있다.

상기 위치계측기(30)는, 패턴 전극(10)의 길이방향 위치 좌표를 미터(m) 단위로 계측하여 특정할 수 있다. 본 발명에서는, 소형 전지의 패턴 전극(10)에 부합하도록, 상기 위치 좌표를 미터 단위로 특정함과 동시에 코팅부의 패턴수 단위로도 취득하도록 하고 있다. 예컨대, 전체 패턴 전극(10)의 길이에 1200개의 코팅부 패턴 개수가 존재한다면, 상기 패턴 전극(10)은 총 1200개의 패턴수를 구비하는 길이의 전극으로 정의할 수 있다. 이 경우, 코팅부 1개의 길이를 하나의 단위(좌표)로 정의할 수 있다. 만약, 패턴 전극(10) 길이의 25%, 50%, 75%의 지점에 기준점을 마킹한다면, 패턴수 단위로 환산하였을 때 상기 기준점은 코팅부 패턴수가 300개째, 600개째 및 900개째가 되는 지점의 비코팅부에 마킹된다. 이 경우 기준점 사이 간격은 패턴수로 300패턴이 된다. 코팅부 패턴의 길이와 폭은 패턴 전극(10)의 종류에 따라 가변될 수 있다. 그러나, 코팅부 패턴의 길이가 변하더라도, 개별 코팅부 패턴의 길이는 동일하므로, 패턴수 1개의 길이를 하나의 좌표단위로 취급하여 패턴 전극(10)의 길이방향 위치를 특정할 수 있는 것이다. 또한, 이러한 패턴수 단위에 기초하여 후술하는 바와 같이 롤맵을 작성할 수 있다.

상기 위치계측기(로터리 엔코더)는 1패턴수에 해당하는 길이만큼 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)가 회전했을 때의 모터 회전량마다 1회씩 카운트하여 패턴 전극(10)의 길이방향 위치를 패턴수 단위 좌표로 나타낼 수 있다.

도 4와 같이, 제어부(40)는 상기 위치계측기(30)와 연결되어 상기 패턴 전극(10)이 롤투롤 상태로 길이방향을 따라 이동할 때, 패턴수 단위 데이터에 기초하여, 소정 패턴수의 위치에 패턴 전극(10)이 도착하면 이동마킹기(20)에 마킹신호를 부여한다. 또한, 상기 마킹신호는 설정된 소정 패턴수 간격마다 반복적으로 발해져서 상기 이동마킹기(20)는 패턴 전극(10)의 길이방향을 따라 소정 패턴수 간격으로 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹하도록 상기 이동마킹기(20)를 제어한다.

도 6은 패턴 전극(10)이 길이방향을 따라 이동할 때, 이동마킹기(20)가 폭방향을 따라 이동하면서 복수개의 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 각각 마킹하는 예를 나타낸다. 이동마킹기(20)가 이동할 때, 패턴 전극(10)도 길이방향으로 이동하므로, 상기 이동마킹기(20)에 의한 마킹경로는, 패턴 전극(10)의 길이방향으로의 이동속도에 의하여 길이방향 후방으로 경사지는 대각선 경로를 그린다.

패턴 전극(10)이 폭방향으로 제1 전극 레인 예정부위(L1)부터 제20 전극 레인 예정부위(L20)가 배치된다고 가정하였을 경우, 도 6의 예에서는, 제2 전극 레인부터는 코팅부의 1패턴씩 길이방향 후방으로 밀린 위치에서 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 순차적으로 기준점이 마킹된다. 후방으로 밀리는 거리(패턴수)는, 1패턴씩에 한정되지 않는다. 즉, 패턴 전극(10)의 전체 패턴수, 각 패턴의 길이, 패턴 전극(10) 이동속도, 이동마킹기(20)의 이동속도 등에 따라 후방으로 밀리는 거리(패턴수)가 달라질 수 있다. 다만, 각 전극 레인 예정부위에 마킹되는 기준점 사이의 간격(패턴수 간격)은 동일하다.

제1 전극 레인 예정부위(L1)로부터 제20 전극 레인 예정부위(L20)까지 1패턴씩 길이방향 후방으로 상대적으로 이동되면서 각 전극 레인 예정부위에 대하여 이동마킹기(20)가 제1 기준점(M1,M1,M"…)을 차례로 마킹한 후, 상기 이동마킹기(20)는 다시 제1 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')로 상향의 폭방향을 따라 복귀 이동한다. 패턴 전극(10)이 주행방향(X)으로 이동하여 제1 전극 레인 예정부위의 제1 기준점(M1)과 소정 패턴수 간격(예컨대 300 패턴수)이 되었을 때, 상기 이동마킹기(20)는 다시 하향의 폭방향으로 이동하면서, 각 전극 레인 예정부위에 대각선 형태의 마킹 경로를 그린다. 즉, 상기 이동마킹기(20)는 폭방향을 따라 이동하면서 각 전극 레인 예정부위에 제2 기준점(M2,M2'M2" …)을 마킹한다. 이후, 상기 이동마킹기(20)는 상향의 폭방향으로 복귀 이동하고 제3 기준점(M3,M3'M3" …) 마킹시에 다시 상술한 마킹 동작을 반복한다(도 13 참조).

도 4의 패턴 전극(10)은 상면과 하면에 각각 전극 활물질이 코팅되는 양면 전극이다. 따라서, 상기 패턴 전극(10)의 상면 및 하면 위에 이동마킹기(20,20')가 각각 설치될 수 있다. 상기 전극이 양면 전극일 경우, 이동마킹기(20,20')의 이동축이 되는 가이드축(R,R')도 전극 상면과 하면 위에 각각 설치될 수 있다.

그러나, 패턴 전극(10)의 일면에만 활물질이 코팅되는 단면 전극에도 본 발명을 적용할 수 있음은 물론이다. 이 경우에는 상기 일면 상에 상기 이동마킹기(20)가 설치된다.

도 4에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 기준점 마킹장치(100)가, 패턴 전극의 상면과 하면에 동시에 기준점(M)을 마킹하는 것으로 도시하였다. 하지만, 실제로는 공장 설비 레이아웃에 따라서, 전극 상면과 하면의 기준점 마킹은 순차로 진행될 수 있다. 예컨대, 패턴 전극(10) 상면에 활물질이 먼저 코팅 및 건조된 후에 기준점 마킹장치(100)가 상면에 기준점(M)을 마킹하고, 이후 패턴 전극(10)이 주행 경로를 바꾸면서 계속 주행하여 패턴 전극(10) 하면에 활물질이 코팅 및 건조된 후에 기준점 마킹장치(100)가 하면에 기준점(M)을 마킹할 수 있다. 이 경우, 전극 주행경로에 따라, 상기 기준점 마킹장치(100)가 전극 상면과 하면에 각각 배치되어 기준점을 마킹할 수 있다. 혹은, 하나의 기준점 마킹장치(100)로 전극 상면과 하면에 모두 기준점(M)을 마킹할 수도 있다.

마킹되는 기준점(M)은, 각 전극 레인 예정부위의 순번정보와, 상기 패턴 전극(10) 길이방향을 따른 기준점의 패턴수 단위 또는 패턴 순번 정보를 포함할 수 있다. 즉, 해당 기준점이 마킹되는 전극 레인 예정부위가 폭방향으로 몇번째 전극 레인 예정부위인지를 상기 기준점에 포함시켜 표시할 수 있다. 또한, 몇번째 패턴수 위치의 비코팅부(11')에 기준점이 코팅되는지 패턴수의 개수를 직접 표시하거나 혹은 패턴수의 순서를 기준점에 포함시켜 표시할 수 있다.

이러한 정보는 바코드 형태로 표시될 수도 있고, 혹은 숫자나 한글, 영문자 등이 조합된 형태로 표시될 수도 있다.

예컨대 'A0001'로 표시된 기준점(M)에서 'A'는 해당 전극 레인 예정부위의 순번 정보를 나타낸다. 알파벳 순서에 따라 A는 1번째 전극 레인예정부위를 나타낸다.

알파벳 뒤의 숫자는 패턴 정보를 나타낸다. 상기 패턴 정보는 패턴 전극 길이방향을 따른 기준점의 패턴수 단위 또는 패턴 순번 정보를 포함한다. 알파벳 뒤의 숫자가 0001이므로 첫번째 패턴인 것을 나타낸다. 만약 'G1372'로 표시된 기준점이라면, G는 7번째 전극 레인 예정부위를 나타내고, 1372는 패턴 전극의 길이방향으로 1372번째 패턴인 것을 나타낸다.

또한, 알파벳을 사용하면 기준점(M)이 뒤집혀 인식될 경우 패턴 전극(10)의 시단부와 종단부가 역전되는 것을 파악할 수 있다. 즉, 코팅공정, 롤프레스공정 및 슬리팅 공정의 일련의 전극 공정에서는 전 공정의 전극 롤의 끝단이 후 공정의 전극 롤의 시단이 되는 등 권취 및 권출 방향 등에 따라 전극의 시단 및 종단이 역전되어 인식된다. 이 경우 알파벳으로 기준점(M)을 표시할 때, 해당 알파벳이 뒤집혀 인식될 경우 당해 공정이 어떤 공정인지 파악할 수 있고, 롤맵 상에도 이를 반영하여 기준점(M)을 표시하거나 혹은 적절히 보정하여 기준점(M)을 표시할 수 있다.

이와 같이, 문자와 숫자가 조합된 기준점(M)을 사용하면, 기준점의 패턴수 또는 패턴 순번 정보와 전극 레인 예정부위의 순번 정보를 한 눈에 파악할 수 있다. 제어부(40) 또는 후술하는 롤맵 생성부에는 이러한 순번과 패턴수 관계가 입력되어 있을 수 있다.

또한, 제어부(40)에 입력된 기준점 마킹 위치에 관한 정보는, 후술하는 바와 같이 롤맵 생성부로 입력되며 롤맵 생성부는 이러한 기준점 위치에 기초하여 패턴 전극(10) 및 각 개별 전극 레인 예정부위의 롤맵을 생성할 수 있다. 도 6과 같이 패턴수로 표시되는 기준점 좌표가 각 전극 레인 예정부위에 따라 약간씩 변동하더라도, 마킹되는 패턴의 위치 및 마킹 간격이 입력되어 있으므로, 이러한 기준점을 참조하여 롤맵을 작성하거나, 후속 공정에서 이를 참조하여 처리를 하는 데는 문제가 없다.

요컨대, 본 발명에 따르면 하나 또는 복수의 이동마킹기(20)로 복수개의 전극 레인 예정부위을 가지는 패턴 전극(10)에 패턴수 단위로 기준점을 각각 효율적으로 마킹할 수 있으므로, 전극 공정 및 각 공정의 품질관리를 자동으로 효율적으로 행할 수 있게 된다.

도 7을 참조하면, 후속의 슬리팅 공정에서 패턴 전극(10)이 길이방향으로 슬리팅되어 20개의 전극 레인으로 형성되고, 또한 상기 전극 레인이 폭방향으로 슬리팅되어 코팅부 1 패턴당 하나의 전극부가 형성된 것이 나타나 있다. 이러한 각 전극부는 다른 극성의 전극부 및 분리막과 함께 권취되어 젤리롤 형태의 전극 조립체가 된다. 이 전극조립체(J/R1,J/R2,J/R3,,,,J/Rn)를 각각 전지 캔에 수납하고 전해액을 주액하여 밀봉함으로써, 소형의 원통형 전지(B1,B2,B3,,,Bn)가 된다.

본 발명의 기준점 마킹장치(100)에 의하여 마킹된 기준점은 각 전극 레인(예정부위) 별로, 또한 각 코팅부 1패턴당 하나의 비코팅부(11')에 마킹되어 코팅공정으로부터 권취공정까지의 기준점으로 활용된다. 또한, 도 7과 같은 상술한 일련의 후속 공정 중의 일부 공정까지도 해당 전극부에 기준점이 잔존할 수 있어 해당 공정을 진행하거나 관리할 때의 기준정보로 활용할 수 있다.

(제2 실시형태)

도 8은 본 발명의 제2 실시형태의 기준점 마킹장치의 개략도이고, 도 9은 제2 실시형태에 따른 마킹기의 작동과정을 나타내는 개략도이고, 도 10은 제2 실시형태에 따라 기준점 및 불량이 마킹되는 것을 나타낸 개략도이다.

본 실시형태의 기준점 마킹장치(200)는, 이동마킹기(20)가 폭방향으로 각 전극 레인 예정부위에 기준점을 마킹할 뿐 아니라, 패턴 전극(10)에 불량 마킹을 동시에 행할 수 있다.

이를 위하여, 상기 기준점 마킹장치(200)는, 이동마킹기(20)와 전극 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 불량마킹기(50)를 더 포함한다. 패턴 전극(10)의 폭방향 일측단 또는 양측단에는 길이방향을 따라 비코팅부(11)가 구비된다. 즉, 전극 활물질은 패턴 전극(10)의 폭방향으로 일정범위까지만 코팅되어 코팅부(12)를 형성하고, 폭방향으로 나머지 부위는 비코팅부(11)가 된다. 따라서, 패턴 전극(10)은 전극 길이방향으로 코팅부(12) 사이에 비코팅부(11')가 배치되고, 폭방향으로 양측부에 비코팅부(11)가 배치된다. 전자의 비코팅부(11')에는 상술한 바와 같이, 기준점이 마킹되고, 후자의 비코팅부(11)에는 불량마킹을 할 수 있다.

폭방향 일측단의 비코팅부(11)에 마킹을 할 경우에는 하나의 불량마킹기로 충분하지만, 폭방향 양측단의 비코팅부(11)에 마킹을 ?l 경우에는 전극의 일측단과 타측단에 불량마킹기가 각각 필요하다.

도 8의 예에서는, 패턴 전극(10)의 폭방향 양측단의 비코팅부(11)에 불량마킹을 하기 위한 기준점 마킹장치(200)가 도시되어 있다.

도 9를 참조하면, 패턴 전극(10) 상에 폭방향을 따라 하나의 가이드축(R)이 배치되고, 상기 이동마킹기(20) 및 불량마킹기(일측단 마킹기(50A) 및 타측단 마킹기(50B))를 합하여 총 3개의 마킹기가 상기 가이드축(R)에 결합되어 있다. 상기 이동마킹기(20)는 상기 가이드축을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다.

일측단 마킹기(50A) 및 타측단 마킹기(B) 역시, 상기 이동마킹기(20)와 함께 마킹부(53), 비전카메라(51)(또는 인식센서) 및 조명장치(52)를 구비할 수 있다.

도 10을 참조하면, 패턴 전극(10)의 폭방향 일측단의 비코팅부(11)에 불량마킹기의 마킹부에 의하여 불량마킹(G)이 된 것이 나타나 있다.

본 실시형태의 마킹장치(200)에 의하여, 패턴 전극(10)에 기준점을 패턴수 단위로 표시할 수 있을 뿐 아니라, 불량이 감지된 경우 이 불량 개소 또는 불량 구간을 패턴 전극(10)에 마킹할 수 있다. 이에 의하여, 기준점(M)과 불량 부분이 패턴 전극(10) 상에 동시에 표시되므로, 이에 기초하여 롤맵 상에도 기준점(M)과 불량을 시각적으로 나타낼 수 있다.

도 8을 참조하면, 불량의 인식을 위하여 소정의 불량검사기(60,70)가 상기 불량마킹기(50) 위치 이전에 배치될 수 있다. 상기 불량검사기(60,70)는, 롤투롤 상태로 이동하는 패턴 전극(10)을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기(30)와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 패턴 전극의 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터를 취득할 수 있다. 상기 불량검사기(60,70)는 상기 불량마킹기(50) 위치 이전에 적어도 1개 배치된다.

상기 불량마킹기(50)는 상기 불량검사기(60,70)로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 패턴 전극(10)의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부(11)에 불량 개소 및/또는 불량 구간의 마킹(G)을 할 수 있다. 즉, 불량부분이 불량검사기에 의하여 450번째의 패턴수에 해당하는 패턴 전극(10) 부분에서 발견되었다면, 상기 불량마킹기는 그 패턴수에 해당하는 전극 일측단 또는 양측단의 비코팅부(11)에 불량 마킹을 행한다. 또한, 해당 패턴수의 코팅부의 길이를 따라 일부 부위에만 불량이 발생할 경우, 상기 좌표 데이터에 기초하여 그 일부 부위의 좌표에 해당하는 위치나 구간에 불량 마킹(G)을 행할 수 있다.

상기 불량검사기(60,70)로서 예컨대 패턴 전극(10)의 이송 라인 상에 설치되는 전극 슬러리 로딩량 계측기, 치수 및 폭 계측기, 외관 검사기 등을 들 수 있다.

전극 슬러리 로딩량 계측기는, 초음파 센서, 변위센서, 레이저 센서, 공초점 두께 센서 등 비접촉식의 두께 측정센서가 채용될 수 있다. 전극 호일의 두께는 알려져 있으므로, 예컨대 공초점 두께 센서의 경우 센서로부터 출사된 빛의 반사광의 파장을 분석하여 센서와 전극간의 거리(두께)를 계산함으로써, 슬러리 로딩량을 측정할 수 있다.

치수 및 폭 계측기는 코팅되는 전극의 외관을 촬영하거나 스캔하여 전극 폭, 코팅부와 비코팅부의 폭 등을 측정할 수 있는 종류의 비전 계측기를 채용할 수 있다. 코팅부와 비코팅부의 폭이 파악되면 코팅부와 비코팅부의 미스매치 여부도 파악할 수 있다.

외관 검사기는 전극의 외관을 촬상하여 외관 이미지를 취득할 수 있다. 이로부터 핀홀, 라인, 분화구 형상과 같은 외관 불량에 관한 데이터를 얻을 수 있고, 절연외관이나 절연불량에 관한 데이터도 취득할 수 있다. 외관 검사기에는 전극의 색깔을 판별할 수 있는 센서, 예컨대 칼라센서를 가지는 검사기도 포함될 수 있다. 칼라센서에 의하여, 전극과 색깔이 상이한 부분, 예컨대 연결테이프나 PET 필름을 검출할 수 있다.

상술한 계측기 또는 검사기 외에 다른 종류의 불량을 검출하기 위한 불량검사기도 적용될 수 있다.

상기 불량검사기(60,70)는 상기 위치계측기(30) 또는 위치계측기와 연결된 제어부(40)에 연결 및 연동되어 불량이 감지된 불량 개소 또는 불량부분이 이어지는 불량구간에 관한 길이방향 위치 데이터(좌표 및 패턴수 단위 데이터)를 취득할 수 있다. 따라서, 상기 불량검사기(60,70)는 해당 불량의 종류, 크기, 형태, 성상 등에 관한 검사데이터를 취득할 수 있을 뿐 아니라, 그 검사데이터가 취득된 전극 위치의 좌표 데이터와 패턴수 단위 데이터도 함께 취득할 수 있다. 이 검사데이터, 좌표 데이터 및 패턴수 단위데이터는 상기 제어부(40)로 전송된다. 제어부(40)는, 이 데이터에 기초하여 불량마킹기(50)에 불량개소 및/또는 불량구간의 마킹지시를 내린다. 상기 불량마킹기(50)는, 상기 좌표 데이터 및 패턴수 단위데이터에 기초하여 해당 불량 개소 및/또는 불량 구간의 마킹(G)을 행한다.

즉, 불량검사기(60,70)에 의하여 패턴 전극(10)의 길이방향의 특정 위치(좌표)에서 불량이 인식되고, 그 위치(좌표)에 불량을 표시하도록 제어부(40)가 불량 마킹기(50)를 제어한다.

구체적으로, 상기 제어부(40)는, 상기 불량검사기(60,70)와 불량마킹기(50)와의 거리 및 상기 패턴 전극(10)의 이동속도에 기초하여 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 전극 부분이 상기 불량마킹기(50)에 도착할 시점을 연산할 수 있다. 상기 도착 시점에서 상기 불량마킹기(50)는 제어부(40)의 마킹 지시에 따라 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 마킹(G)을 하게 된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는 불량검사기로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 해당 불량개소 및/또는 불량 구간의 위치(좌표)를 특정할 수 있다. 또한, 특정된 위치(좌표)에 기초하여 불량마킹기(50)로 하여금 특정 시점에 불량을 마킹하도록 제어부(40)가 불량마킹기(50)를 제어한다.

불량 마킹을 위하여 소정의 불량검사기가 설치될 경우, 상기 제어부는 상기 불량검사기 및 위치계측기와 연동하여 불량 개소 또는 불량 구간의 좌표 데이터를 취득할 수 있고 이에 기초하여 상기 불량마킹기에 불량 마킹 지시를 내릴 수 있다.

<롤맵 생성장치>

도 11은 본 발명의 다른 측면인 롤맵 생성장치의 개략도이고, 도 12는 롤맵 생성부에 포함되는 데이터 시각화 장치의 개략도이고, 도 13은 본 발명의 롤맵 생성장치에 의하여 생성된 패턴 전극(10) 및 개별 전극 레인 예정부위의 롤맵을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 롤맵 생성장치(300)는, 전극 길이방향을 따라 코팅부(12)와 비코팅부(11')가 반복 배열되는 패턴 전극(10)이 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동할 때, 상기 언와인더 또는 리와인더 회전량에 따른 패턴 전극(10)의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득하고, 상기 좌표 데이터를 상기 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있는 위치계측기(30); 상기 위치계측기와 연동되어 상기 패턴 전극의 길이방향을 따라 상기 패턴 전극(10) 상에 소정 간격으로 기준점(M)을 마킹하는 마킹기(20); 및 상기 위치계측기 및 마킹기와 연동되어 패턴 전극(10)의 길이방향 위치에 관한 좌표 데이터, 코팅부의 패턴수 단위 데이터 및 기준점(M)에 관한 패턴수 단위데이터를 취득하며, 롤투롤 상태로 이동하는 전극을 모사한 롤맵 상에 적어도 상기 패턴수 단위데이터를 표시하여 롤맵을 생성하는 롤맵 생성부(80)를 포함한다.

상기 패턴 전극(10)은 후속공정에서 전극 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가진다. 상기 마킹기는, 패턴 전극(10)의 폭방향을 따라 이동하면서 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 기준점을 마킹하는 이동마킹기(20)이다.

패턴 전극(10)은 언와인더(UW)와 리와인더(RW)의 회전에 따라 이동하므로, 상기 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW) 회전량에 따라 패턴 전극(10)의 길이방향 위치 좌표를 특정할 수 있다. 상기 위치계측기(30)는 상술한 바와 같이, 이러한 전극(10)의 길이방향 위치좌표를 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있다. 예컨대, 위치계측기(30)에 의하여 취득된 패턴수 단위가 0이라면 패턴 전극(10)의 시단부를 지칭하며, 1200개 패턴수를 가진 패턴 전극(10)에서 1200번째 순번의 패턴수 좌표가 취득되었다면 전극(10)의 종단부가 위치계측기로 계측되었다는 것을 의미한다.

상술한 바와 같이, 패턴 전극(10)의 길이방향 패턴수 단위데이터는 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)에 설치된 로터리 엔코더(30U,30R)에 의하여 검출할 수 있다.

상기 마킹기로서 상술한 기준점 마킹장치(100,200)에서 채용되었던 이동마킹기(20)를 적용할 수 있다. 또한, 이동마킹기(20)에 더하여, 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 타측단의 비코팅부(11)에 불량 마킹을 하는 불량마킹기(50)를 더 포함할 수 있다. 도 11과 같이, 상기 불량마킹기(50)는 전극 폭방향을 따라 이동마킹기(20)가 나란하게 배치될 수 있다.

이동마킹기(20) 및 불량마킹기(50)는 직접 또는 제어부(40)를 통하여 상기 위치계측기(30)와 연동될 수 있으므로, 패턴 전극의 길이방향을 따라 소정 간격으로 기준점(M)을 마킹하고 또한 비코팅부(11)에 불량 마킹을 행할 수 있다.

본 발명은 상기 위치계측기(50) 및 마킹기(20,50)와 연동되어 패턴 전극의 길이방향 위치에 관한 좌표 데이터 및 기준점(M)에 관한 패턴수 단위데이터를 취득하며, 롤맵 상에 상기 좌표 데이터 및 패턴수 단위데이터를 표시하여 롤맵을 생성하는 롤맵 생성부(80)를 포함한다.

상기 롤맵 생성부(80)는 상기 위치계측기와 연동되어 패턴 전극(10)의 길이방향에 따라 패턴수 단위데이터를 취득하고, 또한 이동마킹기(20)와 연동되어 기준점(M)의 위치, 간격을 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있다. 상기 기준점(M)의 패턴수 단위데이터는 이동마킹기(20)로부터 직접 혹은 제어부(40)를 거쳐 롤맵 생성부(80)로 전송될 수 있다.

상기 롤맵 생성부(80)는 이동마킹기(20)가 마킹한 기준점(M)의 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극(10)의 롤맵 및 상기 패턴 전극(10)을 구성하는 각각의 개별 전극 레인 예정부위의 롤맵을 생성할 수 있다.

또한, 상기 롤맵 생성부(80)는, 기준점(M) 정보 외에 불량에 관한 정보까지 표시된 롤맵을 생성할 수 있다. 이를 위하여, 패턴 전극(10)을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 좌표 데이터 및 패턴수 단위데이터를 취득할 수 있는 불량검사기(60,70)가 상기 불량마킹기(50) 위치 이전에 적어도 1개 배치될 수 있다. 불량검사기(60,70)의 종류는 상술한 바 있으므로 추가적인 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 상기 불량마킹기(50)는 상기 불량검사기(60,70)로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위데이터에 기초하여 상기 패턴 전극(10)의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부(11)에 불량마킹을 할 수 있다. 롤맵 생성부(80)는, 롤맵 상에 상기 불량마킹(G)의 좌표 데이터와 패턴수 단위데이터, 그리고 기준점(M)의 패턴수 단위 데이터를 함께 표시할 수 있다.

상기 롤맵 생성부(80)는 불량검사기(60,70), 이동마킹기(20) 및 불량마킹기(50) 및 위치계측기(30)로부터 취득된 데이터를 저장하거나, 정상 전극의 품질이나 치수 등에 관한 데이터가 저장된 데이터베이스(81)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 롤맵 생성부(80)는 취득된 데이터를 처리하여 롤맵 생성부(80)에 구비된 시각화장치(83)에 시각화하도록 지령하는 중앙 처리부(82)를 구비할 수 있다.

상기 롤맵 생성부(80)는 전극(10)을 모사한 롤맵을 형성할 시각화 영역을 정의하여 상기 정의된 영역 상에 패턴수 단위 데이터를 표시하는 시각화 장치(83)를 구비한다. 상기 시각화장치(83)는 중앙 처리부(82)와 연결되며 중앙 처리부로부터의 지시에 따라 검사데이터 및 패턴수 단위데이터를 시각화하여 나타낼 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 시각화 장치(53)는 취득 데이터 입력부(53a), 롤맵 상 좌표(패턴수) 파악부(53b) 및 이미지 생성부(53c)를 구비하고 있다.

취득 데이터 입력부(83a)는 중앙 처리부로부터(82)로부터 데이터를 입력받는다.

롤맵 상 좌표 파악부(83b)는, 롤맵을 형성할 시각화 영역을 정의하고, 취득된 원천 데이터의 각 데이터 요소에 대하여 시각화 영역 내의 픽셀 좌표값을 정의할 수 있다. 이때, 전극 롤의 로트 번호나 길이, 폭 등의 사양에 관한 데이터가 전극 롤 정보 등록에 의하여 제어부(40)나 서버 등에 입력되면, 상기 롤맵 상 좌표 파악부(83b)가 이러한 전극(10)의 크기에 관한 데이터로부터 소정 축척 변환 스케일에 따라 롤맵의 시각화 영역을 계산하여 확정할 수 있다. 혹은, 상술한 전극(10)의 길이방향 및 폭 방향 위치 데이터로부터 소정 축척 변환 스케일에 따라 롤맵의 시각화 영역을 계산하여 확정하는 것도 가능하다.

상기 좌표 파악부(83b)는 취득된 품질 또는 불량에 관한 데이터와 전극(10)의 (폭방향 및 길이방향) 위치 데이터를 맵핑하고, 상기 시각화영역(롤맵) 상에 상기 맵핑된 데이터들을 픽셀 좌표에 따라 할당할 수 있다.

이미지 생성부(83c)는 시각화 영역 내 각 픽셀 좌표에 할당된 상기 맵핑된 데이터 요소를 적어도 하나 이상의 범례(legend)로 표현할 수 있다. 범례란 시각화 영역에 표시되는 원, 사각형, 삼각형 등의 다양한 형상이나, 색상이 부여된 상기 형상 등을 의미한다. 따라서, 상기 이미지 생성부(83c)에 의하여, 롤맵이라고 하는 시각화 영역에 있어서, 실제 전극(10)의 각 위치 데이터에 대응하는 픽셀 좌표에 품질 또는 불량에 관련된 각종 데이터가 각 데이터별로 지정된 모양, 형상, 색상의 표시부로 시각적으로 표시되어 롤맵 상에 구현됨으로써, 본 발명의 롤맵을 생성할 수 있다.

또한, 데이터 베이스(81)와 같은 저장부에 저장된 데이터를 기초로, 상기 롤맵의 특정범위와 연동하여 그 특정범위에 해당하는 데이터들을 저장부로부터 불러들여 화면 상에 표시(이미지 생성)할 수 있다. 이 때, 상기 중앙 처리부(82)는 데이터 베이스(81)에 저장된 정상 데이터와 대비하여 비정상으로 판명된 검사 데이터를 다른 데이터와 구별되게 시각화하여 나타내도록 상기 시각화장치(83)에 지령을 내릴 수 있다.

상기한 시각화 영역의 크기 설정이나, 시각화 영역의 좌표를 파악하여 이미지를 생성하는 것은 종래의 다양한 사용자 인터페이스나, 데이터 할당-처리-분석 및 시각화에 관한 여러 가지 프로그램이나 처리 툴에 의하여 행할 수 있다. 따라서, 상술한 롤맵 생성부(80)는 하나의 예일 뿐, 상술한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

상술한 롤맵 생성부(80)는, 예컨대 생산관리시스템(MES) 등과 같은 데이터 처리 시스템일 수 있다. 전극(10) 제조공정에서는 코팅, 프레스, 슬리팅 등 일련의 전극 제조공정을 관리하는 전극 MES가 구비되어 있다. 따라서, 상술한 좌표 데이터, 검사 데이터 등을 전극 MES에 송출하면 전극 MES에서 상술한 롤맵을 생성할 수 있다.

본 발명의 롤맵 생성장치(400)는 생성된 롤맵을 디스플레이부(90)에 현출함으로써, 기준점(M) 및 불량에 관한 데이터들을 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.

본 발명의 롤맵 생성장치(300)는 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이의 전극 이동을 제어하는 제어부(PLC 제어부)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제어부는, 상기 위치계측기(30) 및 불량검사기(60,70)와 연결되어 상기 전극 위치 및 검사데이터의 패턴수 단위데이터를 상기 롤맵 생성부(80)로 전송할 수 있다. 이 경우 상기 제어부(40)는 롤맵 생성부(80)에서 가공이 용이한 형태로 상기 검사데이터 및 패턴수 단위데이터를 가공할 수 있다. PCL 제어부는 상기 불량검사기(60,70)나 엔코더 등과 연결되어 전극의 롤투롤 이송을 제어하므로, 불량검사기, 엔코더 등에서 직접 전극 MES와 같은 데이터 처리 시스템으로 데이터를 전송하기 보다는 제어부(40)를 통하여 데이터를 전송하는 것이 데이터 처리 및 관리면에서 보다 효율적이다.

도 13에는 본 발명의 롤맵 생성장치에 의하여 생성된 패턴 전극(10)의 롤맵이 도시되어 있다.

도 13에는 제1 전극 레인 예정부위, 제2 전극 레인 예정부위, 제20 전극 레인 예정부위의 롤맵이 도시되어 있다. 제3 전극 레인 예정부위~제19 전극 레인 예정부위의 롤맵은 도시의 편의를 위하여 생략하였다.

폭방향으로 하부의 전극 레인 예정부위로 갈수록 기준점(M)의 위치가 길이방향 후방으로 치우치는 것이 롤맵 상에 표시되어 있다.

또한 상기 롤맵에는 불량검사기에 의하여 불량 개소 또는 불량 구간(G)도 함께 표시되어 있다. 상술한 바와 같이, 위치계측기와 연동한 불량검사기가 검사데이터와 해당 검사데이터가 취득된 위치의 패턴수 단위 데이터를 롤맵 생성부(80)로 전송하였고, 상기 롤맵 생성부는 이에 기초하여 불량 구간 및/또는 불량 구간을 롤맵 상의 해당 패턴수 위치에 시각화하여 나타낸 것이다.

도 13과 같이, 본 발명의 롤맵 생성부(80)는 기준점(M) 및 불량 개소 및/또는 불량 구간의 패턴수 단위데이터를 롤맵 상에 함께 표시하여 나타낼 수 있다. 필요에 따라, 롤맵 생성부(80)는 상기 롤맵 상에 패턴수 단위데이터 외에 패턴 전극의 길이방향에 따른 좌표 데이터(미터(m)정보)도 함께 나타낼 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 롤맵 생성시에 좌표 정보뿐 아니라 패턴 정보도 함께 활용하여 나타낼 수 있으므로, 소형 전지용의 패턴 전극 공정에 활용하기 적합하다.

따라서, 전극 공정에 있어서 기준점(M), 전극 로스, 품질이나 불량과 관련한 데이터들을 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 간이한 구성으로 패턴 전극 상에 기준점을 마킹할 수 있어 마킹공정 및 비용이 대폭 저감된다. 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부(11')에 패턴수 단위 데이터에 기초하여 기준점을 마킹하므로, 패턴수 단위로 전극을 관리하는 소형 패턴 전극의 관리 메커니즘에 더욱 부합한다는 장점이 있다. 또한, 기준점 마킹과 함께 불량마킹도 동시에 행할 수 있어, 전극 결함을 용이하게 발견할 수 있다.

또한, 상기 기준점 마킹장치를 이용하여 롤맵을 생성할 수 있으므로, 전극 품질관리를 자동으로 행하기 매우 편리하다. 또한, 상기 롤맵에 기반하여 품질 이력을 관리할 수 있으므로 제품 이상 발생시에 품질 추적이 용이하게 된다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 패턴 전극
11,11': 비코팅부
12: 코팅부
X: 길이방향
Y: 폭방향
M: 기준점
M1,M1',M1",M''': 제1 기준점
M2,M2',M2": 제2 기준점
M3,M3',M3": 제3 기준점
20,20': 이동마킹기
30: 위치계측기
R,R': 가이드축
40: 제어부
C: 코터
D: 전극 오븐
50: 불량마킹기
50A: 일측단 마킹기
50B: 타측단 마킹기
60,70: 불량검사기
G: 불량 마킹
100,200: 기준점 마킹장치
80: 롤맵 생성부
81: 데이터베이스
82: 중앙처리부
83: 시각화장치
90: 디스플레이부
300: 롤맵 생성장치

Claims (15)

1. 길이방향을 따라 코팅부와 비코팅부가 반복 배열되는 패턴 전극의 기준점 마킹장치로서,
   상기 패턴 전극은, 후속공정에서 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고,
   상기 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 이동마킹기; 및
   상기 이동마킹기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 기준점 마킹장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 각 전극 레인예정부위의 비코팅부는 후속공정에서 폭방향으로 슬리팅되는 폭방향 슬리팅 예정부위를 가지고,
   상기 기준점은 상기 폭방향 슬리팅 예정부위가 아닌 비코팅부의 부위에 마킹되는 기준점 마킹장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 패턴 전극이 길이방향을 따라 이동할 때, 상기 이동마킹기가 기준점을 마킹하는 기준점 마킹장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 이동마킹기가 폭방향을 따라 이동하며 복수개의 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 각각 마킹할 때의 마킹 경로는, 상기 패턴 전극의 길이방향으로의 이동 속도로 인하여 길이방향 후방으로 경사지는 대각선 경로로 형성되는 기준점 마킹장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 이동마킹기는, 상기 코팅부의 1패턴씩 길이방향 후방으로 밀린 위치에서 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 순차적으로 기준점을 마킹하는, 기준점 마킹장치.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 이동마킹기는 상기 길이방향을 따라 상기 코팅부의 소정 패턴수 간격으로 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 기준점 마킹장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 패턴 전극은 상면과 하면에 각각 전극 활물질이 코팅되는 양면 전극이고,
   상기 이동마킹기는 상기 패턴 전극의 상면과 하면 상에 각각 설치되는 기준점 마킹장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   언와인더와 리와인더 사이에서 상기 패턴 전극이 롤투롤 상태로 길이방향을 따라 이동할 때, 상기 언와인더 또는 리와인더 회전량에 따른 패턴 전극의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득하고, 상기 좌표 데이터를 상기 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있는 위치계측기를 더 포함하고,
   상기 제어부는 상기 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 코팅부의 소정 패턴수 간격으로 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하도록 상기 이동마킹기를 제어하는 기준점 마킹장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 마킹되는 기준점은,
   각 전극 레인 예정부위의 순번정보와, 상기 패턴 전극 길이방향을 따른 기준점의 패턴수 단위 또는 패턴 순번 정보를 포함하는 기준점 마킹장치.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단에 길이방향을 따라 구비된 비코팅부에 불량 마킹을 하며, 상기 이동마킹기와 전극 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 불량마킹기를 더 포함하는 기준점 마킹장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 패턴 전극 상에 폭방향을 따라 가이드축이 배치되고,
    상기 이동마킹기 및 불량마킹기는 상기 가이드축에 결합되며,
    상기 이동마킹기는 상기 가이드축을 따라 이동 가능하게 설치되는 기준점 마킹장치.
    
12. 제8항에 있어서,
    상기 패턴 전극을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 패턴 전극의 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터를 취득할 수 있는 불량검사기가 상기 불량마킹기 위치 이전에 적어도 1개 배치되고,
    상기 불량마킹기는 상기 불량검사기로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부에 불량 마킹을 하는 기준점 마킹장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 불량검사기와 불량마킹기와의 거리 및 상기 패턴 전극의 이동속도에 기초하여 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 전극 부분이 상기 불량마킹기에 도착할 시점을 구하고,
    상기 도착 시점에서 상기 불량마킹기가 상기 불량 개소 및/또는 불량 구간의 마킹을 하도록 제어하는 기준점 마킹장치.
    
14. 전극 길이방향을 따라 코팅부와 비코팅부가 반복 배열되는 패턴 전극이 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동할 때, 상기 언와인더 또는 리와인더 회전량에 따른 패턴 전극의 길이방향 위치를 좌표 데이터로 취득하고, 상기 좌표 데이터를 상기 코팅부의 패턴수 단위 데이터로 나타낼 수 있는 위치계측기;
    상기 위치계측기와 연동되어 상기 패턴 전극의 길이방향을 따라 상기 패턴 전극 상에 소정 간격으로 기준점을 마킹하는 마킹기; 및
    상기 위치계측기 및 마킹기와 연동되어 패턴 전극의 길이방향 위치에 관한 좌표 데이터, 코팅부의 패턴수 단위 데이터 및 기준점에 관한 패턴수 단위 데이터를 취득하며, 롤투롤 상태로 이동하는 전극을 모사한 롤맵 상에 적어도 상기 패턴수 단위 데이터를 표시하여 롤맵을 생성하는 롤맵 생성부를 포함하고,
    상기 패턴 전극은, 후속공정에서 전극 길이방향을 따라 슬리팅되어 복수개의 전극 레인으로 형성될 복수개의 전극 레인 예정부위를 가지고,
    상기 마킹기는 상기 패턴 전극의 폭방향을 따라 이동하면서, 상기 폭방향을 따라 배열되는 각 전극 레인 예정부위의 비코팅부에 기준점을 마킹하는 이동마킹기이고,
    상기 롤맵 생성부는 상기 이동마킹기가 마킹한 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 롤맵 및 개별 전극 레인 예정부위의 롤맵을 생성하는 롤맵 생성장치.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단에 길이방향을 따라 구비된 비코팅부에 불량 마킹을 하며, 상기 이동마킹기와 전극 폭방향을 따라 나란하게 배치되는 불량마킹기를 더 포함하고,
    상기 패턴 전극을 검사하여 불량에 관한 검사데이터를 취득하고, 상기 위치계측기와 연동되어 상기 검사데이터가 취득된 불량 개소 및/또는 불량 구간에 관한 패턴 전극의 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터를 취득할 수 있는 불량검사기가 상기 불량마킹기 위치 이전에 적어도 1개 배치되고,
    상기 불량마킹기는 상기 불량검사기로부터 전달받은 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 상기 패턴 전극의 폭방향 일측단 또는 양측단의 비코팅부에 불량 마킹을 하고,
    상기 롤맵 생성부는, 상기 좌표 데이터 및 패턴수 단위 데이터에 기초하여 롤맵 상에 상기 기준점과 불량 마킹을 함께 표시하는 롤맵 생성장치.
    
    

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