KR20240059806A - 폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법 - Google Patents

폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 셀의 재활용을 위한 소재 분리 방법에 관한 것으로, 배터리 셀의 재활용을 위한 소재 분리 방법은 상기 배터리 셀의 전극 조립체를 감싸고 있는 파우치를 제거하는 사전 준비 단계; 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 제1극판들과 제2극판들 그리고 분리막으로 각각 분리하는 해체 단계를 포함하되; 상기 해체 단계 전에 상기 분리막으로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 용이하게 분리되도록 상기 전극 조립체에 극판 제거 촉진 용제를 제공하는 웨트 처리 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법{Material separation device for waste battery recycling and method therefor}
본 발명은 폐배터리의 재활용 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐배터리를 구성하는 소재를 자동으로 분리하여 회수하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상 자동차용 리튬 이온 배터리(2차 전지) 모듈은 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 배터리로서, 충전과 방전을 거듭 시 사용 내구연수가 수년 이내로 한정되고, 사용 후 폐배터리로 버려지게 된다. 그리고 리튬 이온 배터리는 생산과정에서 불량률이 매우 높은 편이다. 이처럼 전기차가 본격적으로 보급되면서 폐배터리의 발생량도 기하급수적으로 상승할 것으로 예상된다.
따라서, 이들 폐배터리로부터 재활용이 가능한 희유금속 회수 기술은 시급히 이루어질 필요가 있다.
이를 해결하기 위한 일환으로, 한국 등록특허공보 제10-0796369호 "폐리튬이온전지로부터 유가금속 및 재생플라스틱의 회수방법"을 제안하고 있다. 제안된 문헌에 따르면, 폐리튬이온 2차전지로부터 건식용융방식을 이용하여 부가가치가 높은 유가금속인 코발트 및 구리를 각각 농축하고 회수하여 고순도의 금속으로 재활용할 수 있도록 하였다. 그러나 단순히 폐리튬전지를 모두 분쇄하여 용융하는 것임에 따라 용융에 필요한 상당한 에너지가 소모될뿐더러 원활한 회수를 위해 용탕 내에 각종 화학물질을 첨가함으로서, 복잡한 공정으로 인한 공수의 낭비와 함께 작업자의 건강은 물론 전반적인 환경오염을 유발하는 문제가 있다.
본 발명은 분리막으로부터 음극판과 전극판을 쉽고 편리하게 분리시킬 수 있는 폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 분리막에 들러붙은 전극판(음극판 또는 양극판)의 분리가 용이한 폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 분리막으로부터 음극판들과 양극판들을 분리하는 과정을 자동화할 수 있는 폐배터리의 재활용을 위한 소재 분리 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀의 전극 조립체를 감싸고 있는 파우치를 제거하는 사전 준비 단계; 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 제1극판들과 제2극판들 그리고 분리막으로 각각 분리하는 해체 단계를 포함하되; 상기 해체 단계 전에 상기 분리막으로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 용이하게 분리되도록 상기 전극 조립체에 극판 제거 촉진 용제를 제공하는 웨트 처리 단계를 더 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 사전 준비 단계는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 파우치의 가장자리를 커팅하는 커팅 단계; 상기 파우치의 가장자리가 커팅된 상태에서 상기 파우치의 상부 커버와 하부 커버를 분리하는 분리 단계를 포함하고, 상기 웨트 처리 단계는 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 대상으로 처리할 수 있다.
또한, 상기 웨트 처리 단계는 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체에 상기 극판 제거 촉진 용제를 공급하며, 상기 극판 제거 촉진 용제는 물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨트 처리 단계에서 상기 극판 제거 촉진 용제는 노즐을 통해 제공되거나 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 적셔진 스폰지를 통해 제공되거나 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 담겨진 수조에 상기 전극 조립체를 담궈 제공될 수 있다.
또한, 상기 사전 준비 단계는 상기 파우치를 제거하기 전에 상기 배터리 셀의 방전 상태를 체크하는 방전 체크 단계; 상기 방전 체크 단계를 진행하면서 상기 배터리 셀을 정렬하는 정렬 단계; 및 상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사전 준비 단계는 상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 단계를 더 포함하되; 상기 커팅 단계는 상기 불꽃 감지 단계를 포함하고, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 수조에 담궈 처리할 수 있다.
또한, 상기 해체 단계는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막을 오픈하는 분리막 오픈 단계 및 상기 분리막이 오픈된 상기 전극 조립체로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 분리하는 메인 해체 단계를 포함하되; 상기 분리막 오픈 단계는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아서 펼치는 1차 언폴드 단계; 및 상기 분리막이 펼쳐진 상태에서 노출된 첫번째 제1극판을 상기 분리막으로부터 분리하는 1차 제거 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리막 오픈 단계는 상기 첫번째 제1극판이 제거된 상태의 상기 전극 조립체를 뒤집는 반전 단계; 및 뒤집어진 상기 전극 조립체에서 상기 분리막의 일단을 잡아 펼치는 2차 언폴드 단계를 포함하고, 상기 메인 해체 단계는 상기 2차 언폴드 단계 후에 진행할 수 있다.
또한, 상기 메인 해체 단계는 상기 전극 조립체의 상면에 노출된 상기 분리막의 끝을 잡아 상방향으로 잡아당긴 후 롤 형식으로 감아 수거하고, 제1가압 롤러가 상기 분리막의 전면에서 후면을 향해 가압하고, 제2가압 롤러가 상기 분리막의 후면에서 전면을 향해 가압하여 상기 분리막이 상기 제1가압 롤러를 통과하면서 상기 제1극판이 상기 분리막의 후면으로부터 떨어져 나가고, 상기 분리막이 상기 제2가압 롤러를 통과하면서 상기 제2극판이 상기 분리막의 전면으로부터 떨어져 나갈 수 있다.
또한, 상기 해체 단계는 상기 제1가압 롤러에 의해 상기 분리막의 후면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하고, 상기 제2가압 롤러에 의해 상기 분리막의 전면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 배터리 셀의 전극 조립체를 감싸고 있는 파우치를 제거하는 사전 준비부; 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 제1극판들과 제2극판들 그리고 분리막으로 각각 분리하는 해체부; 및 상기 해체부에서 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 상기 분리막으로부터 용이하게 분리되도록 상기 전극 조립체에 극판 제거 촉진 용제를 제공하는 웨트 처리부를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 사전 준비부는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 파우치의 가장자리를 커팅하는 커팅부; 가장자리가 커팅된 상태에서 상기 파우치의 상부 커버와 하부 커버를 분리하는 커버 분리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨트 처리부는 상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체에 상기 극판 제거 촉진 용제를 공급하고, 상기 극판 제거 촉진 용제는 물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨트 처리부는 노즐을 이용해 상기 극판 제거 촉진 용제를 상기 전극 조립체를 향해 분사하는 방식 또는 상기 극판 제거 촉진 용제에 적셔진 스폰지를 상기 전극 조립체에 접촉시키는 방식 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 채워진 수조에 담그는 방식 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 사전 준비부는 상기 배터리 셀의 방전 유무를 체크하는 방전 체크부; 상기 배터리 셀의 커팅 전에 상기 배터리 셀을 정렬하는 정렬부; 및 상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 감지하는 불꽃 감지 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 커팅부는 원형 회전커터날을 이용해 상기 파우치의 가장자리를 커팅하고, 상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 수단을 더 포함하며, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 물이 담긴 수조에 밀어 넣어 화재를 예방할 수 있다.
또한, 상기 해체부는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막을 오픈하는 분리막 오픈부; 및 상기 분리막이 오픈된 상기 전극 조립체로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 분리하는 메인 해체 유닛을 포함하되; 상기 분리막 오픈부는 상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아서 펼치는 제1언폴드부; 및 상기 분리막이 펼쳐진 상태에서 노출된 첫번째 제1극판을 상기 분리막으로부터 분리하는 1차 제거부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 분리막 오픈부는 상기 첫번째 제1극판이 제거된 상태의 상기 전극 조립체를 뒤집는 반전부; 및 상기 반전부에서 반전 처리된 상기 전극 조립체의 상면을 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아 펼치는 2차 언폴드부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 해체 유닛은 상기 전극 조립체의 상면에 노출된 상기 분리막의 끝을 잡아 상방향으로 잡아당기는 크레인부; 상기 크레인부에 의해 상방향으로 들어올려진 상기 분리막을 롤 형식으로 감아 수거하는 분리막 수거부; 상기 분리막의 전면에서 후면을 향해 가압하는 제1가압 롤러; 상기 분리막의 후면에서 전면을 향해 가압하는 제2가압 롤러; 상기 제1가압 롤러에 의해 상기 분리막의 후면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하는 제1분사 노즐; 및 상기 제2가압 롤러에 의해 상기 분리막의 전면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하는 제2분사 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분리막과 음극판 그리고 전극판을 화학물질을 사용하지 않고 각각 별도로 분리/수거함으로써 희유금속의 회수율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 분리막에 들러붙은 전극판(음극판 또는 양극판)의 분리가 용이하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존의 방법보다 저렴한 비용과 단순하고 안정적인 분리 공정으로 폐배터리에 포함하는 희유금속의 회수율을 극대화시켜 전반적인 환경오염 방지와 국가 경쟁력 확보에 기여할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 파우치형 배터리 셀을 보여주는 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 표시된 A-A을 따라 절취한 배터리 셀의 단면도이다.
도 1c는 파우치형 배터리 셀의 다른 타입을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 소재 분리 장치를 설명하기 위한 블럭도이다.
도 3은 도 2에 도시된 사전 준비부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 배터리 셀이 놓여지는 스테이지 및 배터리 셀을 이동시키는 이동 지그를 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 웨트 처리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 커팅부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 커버 분리부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 도 2에 도시된 해체부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 9는 제1언폴드부를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 10f는 분리막 오픈부에서의 분리막 오픈 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12는 메인 해체 유닛을 설명하기 위한 도면들이다.
도 13a 및 도 13b는 그립부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14a 내지 도 14e는 메인 해체 유닛에서 분리막으로부터 음극판들 및 양극판들이 분리되는 메인 해체 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.
도 15는 음극판과 양극판이 분리되는 과정을 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 16은 커팅부의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 17은 스크래퍼를 이용하여 음극판과 양극판을 분리하는 것을 보여주는 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도 1a 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 소재 분리 장치(10)를 설명하기에 앞서 배터리 셀의 소재 분리 장치(10)에서 분리하려는 배터리 셀은 다음과 같은 구조를 갖는다.
도 1a는 파우치형 배터리 셀을 보여주는 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 표시된 A-A을 따라 절취한 배터리 셀의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b에서와 같이, 배터리 셀은(20)은 파우치(40)와, 파우치(40) 내에 수용되는 전극 조립체(30)를 포함할 수 있다. 여기서 전극 조립체(30)는 분리막(32)을 지그재그로 겹겹이 쌓고, 그 사이 사이에 양극판(36)과 음극판(34)을 삽입하는 Z-스태킹 구조를 갖는다. 참조부호 38,39는 파우치 밖으로 노출되는 양극탭과 음극탭이다.
파우치(40)는 알루미늄을 포함하는 금속재이며, 전기 절연을 위해 전기절연성의 고분자 소재의 필름 코팅층을 포함할 수 있다. 파우치(40)는 내부에 전극 조립체(30)를 수용하고 전해액(미도시)으로 채워지는 수용 공간을 제공한다.
전극 조립체(30)는 복수개의 양극판(36)들과 음극판(34)들 그리고 그 사이에 배치되는 한장의 분리막(세퍼레이터;32)를 포함한다. 분리막(32)은 최종적으로 전체를 한번 감싸도록 형성된다. 여기서, 외부로 노출된 분리막(32)의 단부를 제1단부(32a)이라고 칭하고, 다른 단부를 제2단부(32b)라고 정의한다.
도 1c에서와 같이, 배터리 셀은(20)은 양극탭(38)과 음극탭(39)이 양측에 각각 제공된 타입도 있다.
상술한 전극 조립체(30)로는 통상적인 구성의 것이 사용될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 소재 분리 장치를 설명하기 위한 블럭도이고, 도 3은 도 2에 도시된 사전 준비부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 소재 분리 장치(10)는 사전 준비부(1000)와 웨트(wet) 처리부(2000) 그리고 해체부(3000)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 해체부(3000)는 2열로 배치될 수 있다. 웨트 처리부(2000)에서 웨트 처리된 전극 조립체는 2개의 해제부(3000)에 순차적으로 제공될 수 있다.
사전 준비부(1000)는 배터리 셀(20)의 전극 조립체(30)를 감싸고 있는 파우치(40)를 제거한다.
해체부(3000)는 파우치(40)가 제거된 전극 조립체(30)를 제1극판(34; 이하 음극판이라고 칭함)들과 제2극판(36; 이하 양극판이라고 칭함)들 그리고 분리막(32)으로 각각 분리한다.
웨트 처리부(2000)는 사전 준비부(1000)와 해체부(3000) 사이에 제공될 수 있다. 웨트 처리부(2000)는 해체부(3000)에서 음극판(34)들 및 양극판(36)들이 분리막(32)으로부터 용이하게 분리되도록 전극 조립체(30)에 극판 제거 촉진 용제를 제공할 수 있다. 일 예로, 극판 제거 촉진 용제는 물을 포함할 수 있다. 수명이 끝나 폐기된 배터리 셀(또는 사용중 불량으로 폐기되는 배터리 셀)은 음극판(34)과 양극판(36)이 분리막(32)에 고착되어 있는 경우가 많다. 음극판(34)과 양극판(36)이 분리막(32)에 고착된 경우 분리막(32)으로부터 극판(34,36)(응극판, 양극판)을 분리하는 것은 쉽지 않다.
본 발명에서는 이러한 문제를 해소하기 위해 해체 공정 직전에 웨트 처리부(2000)에서 전극 조립체(30)의 분리막(32)으로 물을 제공하는 웨트 처리 과정을 수행한다. 물은 분리막(32)을 적시고 분리막(32)에 침투하여 분리막(32)과 극판(34,36) 사이로 유입된다. 분리막(32)과 극판(34,36) 사이로 스며든 물은 분리막(32)과 극판(334,36)의 분리를 용이하게 해주는 작용을 한다.
웨트 처리부(2000)는 다양한 방식으로 전극 조립체(30)를 웨트 처리할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 웨트 처리부(2000)는 물에 적셔진 스폰지(2100)를 전극 조립체(30)의 상면에 접촉시키는 방식으로 전극 조립체(30)의 분리막(32)을 웨트처리할 수 있다. 스폰지(2100)는 전극 조립체(30)보다 큰 면적으로 갖는 사각 패드 형태로 제공될 수 있다. 그러나 스폰지(2100)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 롤러 형태의 스폰지 형상으로도 제공될 수 있다. 스폰지(2100)는 대기 장소에서 대기하고 있다가 구동 수단(2200)에 의해 전극 조립체(30)의 상면(분리막)과 접촉 후 대기 장소로 복귀할 수 있다. 대기 장소에는 물이 담긴 수조(2300)가 제공될 수 있으며, 스폰지(2100)는 대기하는 동안 물을 흡수할 수 있다.
또 다른 방법으로, 웨트 처리부(2000)는 노즐을 이용해 극판 제거 촉진 용제(물)를 전극 조립체를 향해 분사하는 방식 또는 극판 제거 촉진 용제가 채워진 수조에 담그는 방식 등을 포함할 수 있다. 참고로, 전극 조립체에 과도한 물 공급은 바람직하지 않다.
다시 도 2 내지 도 3을 참조하면, 사전 준비부(1000)는 배터리 셀(20)의 방전 유무를 체크하는 방전 체크부(1100)와, 파우치 커팅 전에 배터리 셀을 정렬하는 정렬부(1200), 전극 조립체(20)를 감싸고 있는 파우치(40)의 가장자리를 커팅하는 커팅부(1300), 가장자리가 커팅된 상태에서 파우치(40)의 상부 커버(42)와 하부 커버(44)를 분리하는 커버 분리부(1400), 배터리 셀(또는 전극 조립체)이 잠시 대기하는 아이들러(idler)부(1500)들을 포함할 수 있다.
아이들러부(1500)는 복수개가 제공될 수 있다. 사전 준비부(1000)의 각 처리부(1100~1500)들은 일방향으로 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 배터리 셀이 놓여지는 스테이지 및 배터리 셀을 이동시키는 이동 지그를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b에서와 같이, 배터리 셀(20)(또는 전극 조립체)은 상면에 진공흡착홀(1902)들이 형성된 스테이지(1900)에 안착된 상태에서 각각의 공정 처리가 이루어질 수 있다. 스테이지(1900)는 방전 체크부(1100), 커팅부(1300), 커버 분리부(1400), 아이들러부(1500) 각각에 제공될 수 있다. 스테이지(1900)는 좌측 스테이(1910)와 우측 스테이지(1920)를 포함하며, 이들은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 스테이지들 간의 배터리 셀(20)(또는 전극 조립체) 이동은 이동 지그(1800)에 의해 이루어질 수 있다.
이동 지그(1800)는 X축 방향으로 설치되는 가이드 레일(1810)과, 가이드 레일(1810)을 따라 X 축 방향으로 따라 이동 가능한 이동 몸체(1820), 이동 몸체(1820) 상에서 상하 이동이 가능한 승강 스테이지(1830)를 포함할 수 있다. 승강 스테이지(1830)는 좌측 스테이지(1910)와 우측 스테이지(1920) 사이의 공간에 위치될 수 있다. 승강 스테이지(1830)는 상면에 진공 흡착홀(1832)들을 포함한다. 승강 스테이지(1830)는 스테이지(1900)에 놓여진 배터리 셀(20)을 지지한 상태로 스테이지(1900)로부터 들어올릴 수 있도록 동작될 수 있다. 승강 스테이지(1830)는 배터리 셀(20)을 스테이지(1900)로부터 들어올린 상태로 수평 이동하여 이웃하는 스테이지(1900)에 배터리 셀(20)을 내려놓을 수 있다.
본 실시예에서, 배터리 셀(20)은 이동 지그에 의해 각각의 스테이지(1900)로 이동되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 예로, 이동 지그를 생략하고 스테이지(1900)가 X축 방향으로 이동되도록 제공될 수 있으며, 이때 배터리 셀(20)은 스테이지(1900)에 놓여진 상태에서 사전 준비부의 각 처리부들을 순차적으로 이동할 수 있다.
방전 체크부(1100)와 정렬부(1200)는 함께 제공될 수 있다. 배터리 셀(20)의 방전 유무를 체크하는 작업과 배터리 셀(20)의 정렬 작업은 배터리 셀(20)이 한자리에 위치한 상태에서 순차적으로 진행될 수 있다. 정렬과 방전 체크는 순서에 상관없이 이루어질 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 커팅부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 커팅부(1300)는 사이드 커팅부(1310)와 테라스 커팅부(1320)로 구분되어 제공될 수 있다. 사이드 커팅부(1310)는 파우치(40)의 좌우 테두리(47)(사이드라고 칭함)를 커팅하고, 테라스 커팅부(1320)는 파우치(40)의 전후 테두리(48)(테라스라고 칭함)를 커팅한다. 사이드 커팅부(1310)와 테라스 커팅부(1320)는 원형의 커터날(1302)들을 포함할 수 있다. 커터날(1302)은 파우치(40)의 커팅라인(L1,L2)을 따라 이동하면서 파우치(40)의 테두리를 커팅한다. 또 다른 예로, 커팅부(1300)는 레이저 방식을 이용한 커팅기를 포함할 수 있다.
도 16은 커팅부의 다른 예를 보여주는 도면으로, 커터날은 구동부(1309)에 의해 승강되는 샤링 칼날(1308)을 이용한 절단 방식으로 파우치(40)의 테두리를 커팅할 수 있다.
커팅부(1300)에서는 커터날(1302)에 의해 파우치(40)의 테두리가 커팅될 때 스파크 발생 가능성이 높다. 따라서, 사이드 커팅부(1310)와 테라스 커팅부(1320) 각각에는 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 수단(1700)이 제공된다. 만약, 불꽃 감지 수단(1700)이 불꽃 발생 여부를 체크하고, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 물이 담긴 수조(1580)로 밀어 넣는다. 커팅을 마친 배터리 셀은 아이들러부(1500)로 옮겨지고, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 아이들러부(1500)의 수조(1580)에 담궈진다. 아이들러부(1500)는 배터리 셀을 수조(1580)로 밀어넣기 위한 푸셔(1590)를 포함할 수 있다. 불꽃 감지 수단(1700)은 커버 분리부(1400)에도 제공될 수 있다.
본 실시예에서는 수조(1580)와 푸셔(1590)가 아이들러부(1500)에 제공되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 예로, 수조(1580)와 푸셔(1590)는 사이드 커팅부(1310)와 테라스 커팅부(1320)에 각각 제공될 수도 있다. 즉, 커팅 과정에서 불꽃이 감지되면 커팅을 중단하고 배터리 셀(20)을 수조(1580)으로 밀어 넣도록 구성할 수 있다.
아이들러부(1500)는 사이드 커팅부(1310)와 테라스 커팅부(1320) 그리고 커버 분리부(1400)에 인접하게 배치될 수 있다.
본 실시예에서 커팅부(1300)는 사이드 커팅과 테라스 커팅이 별도의 독립된 장치에서 진행하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또 다른 예로 사이드 커팅부(1310)는 자리를 옮기지 않고 사이드와 테라스를 순차적으로 커팅할 수 있는 커터날들을 포함할 수 있다. 이때 테라스 커팅부는 생략할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 커버 분리부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2, 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 커버 분리부(1400)는 파우치(40)의 테두리가 커팅된 상태에서 파우치(40)의 상부 커버(42)와 하부 커버(44)를 분리한다.
커버 분리부(1400)는 제1 분리부(1410)와 반전부(1420) 그리고 제2 분리부(1430)를 포함할 수 있다.
제1 분리부(1410)에서는 배터리 셀(20)로부터 파우치(40)의 상부 커버(42)를 제거하고, 제2 분리부(1430)에서는 배터리 셀(20)로부터 파우치(40)의 하부 커버(44)를 제거한다.
제1분리부(1410)와 제2분리부(1430)는 진공 패드(1402)를 포함한다. 상부 커버(42) 및 하부 커버(44)는 각각 진공 패드(1402)에 의해 흡착 고정되어 배터리 셀(20)로부터 제거될 수 있다. 진공 패드(1402)는 구동 수단(1404)에 의해 상하 좌우 방향으로 이동되도록 제공될 수 있다.
반전부(1420)는 상부 커버(42)가 제거된 배터리 셀(20)을 180도 뒤집는 반전 유닛(1422)을 포함할 수 있다. 반전 유닛(1422)은 배터리 셀(20)의 양끝을 고정한 상태에서 180도 회전한 후 다시 스테이지(1900)에 내려놓는 동작을 수행할 수 있다. 반전 유닛(1422)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
파우치(40)가 제거된 전극 조립체(30)는 웨트 처리부(2000)로 이동된 후 웨트 처리된다. 웨트 처리된 전극 조립체(30)는 해체부(3000)로 공급된다.
도 8은 도 2에 도시된 해체부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 8을 참조하면, 해체부(3000)는 분리막 오픈부(3002)와 메인 해체 유닛(3004)을 포함할 수 있다. 분리막 오픈부(3002)와 웨트 처리부(2000) 사이에는 전극 조립체(30)가 일시적으로 대기하는 대기부(3006)가 제공될 수 있다.
해체부(3000)는 대기부(3006), 분리막 오픈부(3002) 그리고 메인 해체 유닛(3004) 간의 전극 조립체(30) 반송을 위한 반송 지그(3900)를 포함할 수 있다.
일 예로, 반송 지그(3900)는 X축 방향으로 설치되는 가이드 레일(3910)과, 가이드 레일(3910)을 따라 X 축 방향으로 따라 이동 가능한 이동 몸체(3920), 이동 몸체(3920) 상에 설치되는 승강 스테이지(3930)를 포함하며, 승강 스테이지(3930)는 Y축 수평 이동 및 상하 이동이 가능하도록 제공될 수 있다. 반송 지그(3900)의 구조는 본 실시예에 한정되지 않으며, 전극 조립체를 반송할 수 있는 다양한 형태로 제공될 수 있다.
분리막 오픈부(3002)는 제1언폴드부(3100), 반전부(3200) 그리고 제2언폴드부(3300)를 포함할 수 있다.
제1언폴드부(3100)에서는 전극 조립체(30)를 감싸고 있는 분리막(32)의 제1단부(32a)를 잡아서 펼치는 언폴드 작업이 이루어진다. 반전부(3200)에서는 분리막(32)이 오픈된 전극 조립체(30)를 180도 반전시키는 작업이 이루어진다. 반전부(3200)는 전극 조립체(30)의 양단을 잡은 상태에서 180도 뒤집는 반전 유닛(3210; 도 10c 참고)을 포함할 수 있다. 반전 유닛(3210)은 스테이지(3220)에 놓여진 전극 조립체(30)의 양끝을 잡고 소정 높이로 이동한 후 전극 조립체(30)를 반전시킨 다음 다시 스테이지(3220)에 내려놓는 동작을 수행할 수 있다. 반전 유닛(1320)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반전 유닛(3200)에서 뒤집어진 전극 조립체(30)는 제2언폴드부(3300)로 이동된다. 제2언폴드부(3300)에서는 반전부(3200)에서 반전 처리된 전극 조립체(30)의 상면을 감싸고 있는 분리막(30)의 제1단부(32a)을 잡아 펼치는 언폴드 작업이 이루어진다.
제1언폴드부(3100)와 제2언폴드부(3200)는 동일한 장치 구성을 갖는다. 본 실시예에서는 제1언폴드부(3100)를 설명하고, 제2언폴드부에 대한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 제1언폴드부(3100)는 프레임(3102), 지지 스테이지(3110), 언폴드 모듈(3120) 그리고 고정 흡착부(3180)를 포함할 수 있다.
지지 스테이지(3110)에는 전극 조립체(30)가 로딩될 수 있다. 지지 스테이지(3110)는 도 4a에 도시된 스테이지(1900)와 거의 동일한 구성을 갖는다. 지지 스테이지(3110)는 상면에 전극 조립체(30)를 진공으로 흡착 고정하기 위한 진공홀(미도시됨)들을 포함할 수 있다.
언폴드 모듈(3120)은 전극 조립체(30)의 분리막(32)을 그립하는 그립부(3130)와 그립부(3130)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(3140) 그리고 수직 구동부(3140)를 Y축 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부(3150)를 포함할 수 있다. 그립부(3130)는 분리막을 진공 흡착하는 흡착 패드(3132)들을 포함한다.
고정 흡착부(3180)는 지지 스테이지(3110)의 일측에 위치되며, 그립부(3130)에 의해 언폴드된 분리막(32)을 고정하는 흡착 패드(3182)들을 포함한다.
도 10a 내지 10f는 분리막 오픈부에서의 분리막 오픈 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다.
분리막 오픈 과정은 1차 언폴드 단계, 반전 단계 그리고 2차 언폴드 단계를 포함할 수 있다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 1차 언폴드 단계는 그립부(3130)가 전극 조립체(30)를 감싸고 있는 분리막의 제1단(32a)을 잡아서 반대편 방향(화살표로 표시된 방향)으로 펼쳐놓는다. 분리막(32)이 펼쳐지면, 첫번째 음극판(34)이 노출된다. 노출된 음극판(34)은 별도의 1차 제거부(제거 수단)에 의해 전극 조립체(30)로부터 분리된다. 1차 제거부는 음극판(34)의 상면을 진공으로 흡착하여 전극 조립체(30)로부터 분리한다. 이렇게 분리된 음극판은 별도의 수거부로 수거될 수 있다. 1차 언폴드 단계는 제1언폴드부(3100)에서 처리된다.
도 10c를 참조하면, 반전 단계는 반전 유닛(3210)이 스테이지(3220)에 놓여진 전극 조립체(30)의 양끝을 잡는다. 그리고 반전 유닛(3210)은 전극 조립체(30)를 스테이지(3220)로부터 소정 높이 이동시킨 후 전극 조립체(30)를 반전시킨다. 그리고 반전 유닛(3210)은 전극 조립체(30)를 다시 스테이지(3220)에 내려놓는다. 반전 단계는 반전부(3200)에서 처리된다.
도 10d 내지 도 10f를 참조하면, 2차 언폴드 단계는 그립부(3130)가 뒤집어진 전극 조립체(30)에서 분리막의 제1단부(32a)를 잡아서 반대편 방향(도 10d에 화살표로 표시된 방향)으로 펼쳐놓는다. 이때, 고정 흡착부(3180)는 펼쳐진 분리막(32)을 진공으로 흡착 고정한다. 2차 언폴드 과정에서 분리막(32)의 제2단부(32b)도 함께 딸려갈 수 있다. 그런 경우, 그립부(3130)가 분리막(32)의 제2단부(32b)를 진공 흡착해서 원위치로 이동시킨다. 2차 언폴드 단계는 제2언폴드부(3300)에서 처리된다.
2차 언폴드 단계를 마친 전극 조립체(30)는 메인 해체 유닛(3004)으로 제공된다.
메인 해체 유닛(3004)에서는 분리막(32)이 오픈된 전극 조립체(30)로부터 음극판(34)들 및 양극판(36)들을 분리하는 메인 해체 과정이 진행된다.
도 11 및 도 12는 메인 해체 유닛을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 메인 해체 유닛(3004)은 프레임(3410), 스테이지(3412), 크레인부(3420), 분리막 수거부(3430), 제1가압 롤러(3440), 제2가압롤러(3460), 제1분사노즐(3450) 그리고 제2분사노즐(3470)을 포함할 수 있다.
스테이지(3412)는 프레임(3410)의 하단부에 설치될 수 있다. 스테이지(3412)에는 전극 조립체(30)가 안착되며, 전극 조립체(30)는 진공압에 의해 고정될 수 있다.
크레인부(3420)는 전극 조립체(30)의 상면으로 노출된 분리막의 일단(32b)을 잡아 상방향으로 잡아당기기 위한 장치이다. 크레인부(3420)는 그립부(3425)와 수직 구동부(3422)를 포함할 수 있다. 수직 구동부(3422)는 프레임(3410)의 양측면에 서로 대칭되게 설치되는 가이드레일(3423)과 가이드레일(3423)을 따라 승강 가능하게 설치되는 이동바(3424)를 포함할 수 있다. 그립부(3425)는 이동바(3424)에 설치될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 그립부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 그립부(3425)는 분리막을 진공 흡착하는 흡착 패드(3426)들과 분리막을 고정하는 고정 집게(pincers)(3427)를 포함할 수 있다. 그립부(3425)는 흡착 패드(3426)의 흡착력만으로 분리막(32)을 잡아당기는데 어려움이 있고, 이를 보완하기 위해 그립부(3425)는 분리막(32)을 집기 위한 고정 집게(3427)를 추가하였다.
다시 도 11 및 도 12를 참조하면, 분리막 수거부(3430)는 크레인부(3420)에 의해 상방향으로 들어올려진 분리막(32)을 롤 형식으로 감아 수거한다. 분리막 수거부(3430)는 프레임(3410)의 양측에 서로 대칭으로 제공될 수 있다. 분리막 수거부(3430)는 회전 모터(3432), 회전 모터(3432)에 의해 회전되는 회전판(3434) 그리고 회전판(3434)에 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 릴봉(3436)을 포함할 수 있다. 분리막 수거부(3430)는 도 12에 표시된 화살표 방향(X1)으로 이동될 수 있다. 예컨대, 분리막 수거부(3430)는 그립부(3425)와의 간섭이 발생되지 않도록 그립부(3425)가 분리막(32)을 잡아서 끌어올리는 동안에는 제1위치(도 12 참조)에서 대기한다. 그리고 그립부(3425)가 분리 수거부(3430)보다 높은 위치로 이동된 후에는 제1위치에서 제2위치(도 12 참조)로 이동된다. 예컨대, 제1위치는 도 12에서 실선으로 표시된 위치일 수 있고, 제2위치는 점선으로 표시된 위치일 수 있다. 분리 수거부(3430)가 제2위치로 이동되었을 때 분리막(32)은 한 쌍의 릴봉(3436) 사이를 통과하게 된다. 그립부(3425)는 분리막(32)이 분리막 수거부(3430)에 소정횟수만큼 감겨지면 분리막(32)을 놓아준다.
제1가압 롤러(3440)는 분리막(32)의 전면(A1;도 도 15에 표시됨)에서 후면(B1; 도 15에 표시됨)을 향해 가압하도록 제공될 수 있다. 제1분사 노즐(3450)은 제1가압 롤러(3440)에 의해 분리막(32)의 후면(B1)이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하도록 제공될 수 있다. 참고로, 분리막(32)의 전면(A1)에는 음극판(34)이 부착되어 있고, 후면(B1)에는 양극판(36)이 부착되어 있다.
제2가압 롤러(3460)는 분리막(32)의 후면(B1)에서 전면(A1)을 향해 가압하도록 제공될 수 있다. 제2분사 노즐(3470)은 제2가압 롤러(3460)에 의해 분리막(32)의 전면(A1)이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하도록 제공될 수 있다.
분리막(32)이 펼쳐졌을 때, 제1가압 롤러(3440)와 제2분사노즐(3470)은 분리막(32)의 전면(A1)을 바라보도록 위치되고, 제2가압 롤러(3460)와 제1분사노즐(3450)은 분리막(32)의 후면(B1)을 바라보도록 위치된다.
예컨대, 그립부(3425)가 분리막(32)을 잡아서 끌어올리는 동안 제1가압롤러(3440), 제2분사 노즐(3470), 제2가압 롤러(3460) 그리고 제1분사 노즐(3450)은 그립부(3425)와의 간섭이 발생되지 않도록 제1위치에서 대기한다(도 14a 참고). 그리고 그립부(3425)가 분리 수거부(3430)보다 높은 위치로 이동된 후, 제1가압롤러(3440), 제2분사 노즐(3470), 제2가압 롤러(3460) 그리고 제1분사 노즐(3450)은 제1위치에서 제2위치로 이동된다(도 14b 참고). 예컨대, 제1위치는 도 12에서 점선으로 표시된 위치일 수 있고, 제2위치는 실선으로 표시된 위치일 수 있다. 분리 수거부(3430)가 제2위치로 이동되었을 때 분리막(32)은 한 쌍의 릴봉(3436) 사이를 통과하게 된다.
도 14a 내지 도 14e는 메인 해체 유닛에서 분리막으로부터 음극판들 및 양극판들이 분리되는 메인 해체 과정을 단계적으로 보여주는 도면들이다.
메인 해체 과정은 전극 조립체(30)로부터 분리막(32)과 음극판(34) 그리고 양극판(36)을 분리하는 과정이다.
분리막 오픈부(3002)에서 분리막이 오픈된 전극 조립체(30)는 메인 해체 유닛(3004)의 스테이지(3412)에 안착된다. 크레인부(3420)의 그립부(3425)는 하강하여 전극 조립체(30)의 상면으로 노출된 분리막(32)을 고정한다(도 14a 참고). 그립부(3425)에 분리막이 고정된 상태에서 그립부(3425)가 상방향으로 이동하면서 분리막(32)을 끌어올린다. 이때, 제1가압롤러(3440), 제2분사 노즐(3470), 제2가압 롤러(3460) 그리고 제1분사 노즐(3450)은 그립부(3425)와의 간섭이 발생되지 않도록 제1위치에서 대기한다. 그립부(3425)가 일정 높이 이상 이동되면, 제1가압롤러(3440), 제2분사 노즐(3470), 제2가압 롤러(3460) 그리고 제1분사 노즐(3450)은 제2위치로 이동된다(도 14b참고). 이때 분리막(32)은 제1가압롤러(3440)와 제2가압롤러(3460)에 의해 지그재그로 꺾여진 상태로 이동된다.
그립부(3425)가 분리 수거부(3430)보다 높은 위치로 이동되면, 분리 수거부(3430)는 제1위치에서 제2위치로 이동된다(도 14c 및 도 14d 참고). 분리 수거부(3430)가 제2위치로 이동되었을 때 분리막(32)은 한 쌍의 릴봉(3436) 사이를 통과하게 된다. 이후 분리 수거부(3430)는 최소 1회에서 2회 정도 회전 동작을 통해 분리막(32)을 릴봉(3436)에 감는다(도 14e 참고). 이 과정에서 분리막(32)에 붙어 있던 음극판(34)과 양극판(36)이 제1가압 롤러(3440) 및 제2가압 롤러(3460)를 통과하면서 분리된다. 분리 수거부(3425)의 권취 동작은 저속 회전 동작과 고속 회전 동작을 포함할 수 있다. 저속 회전 동작은 처음 분리막(32)이 릴봉(3436)에 1 ~ 2회정도 감겨질때까지 이루어지며, 고속 회전 동작은 분리막(32)이 릴봉(3436)에 1~2회 정도 감겨진 이후부터 이루어진다. 분리막(32)으로부터 분리된 음극판(34)과 양극판(36)은 프레임(3410)의 하단에 위치한 제1수거부(3493)와 제2수거부(3494)에 각각 분리되어 수거될 수 있다.
도 15는 음극판과 양극판이 분리되는 과정을 설명하기 위한 요부 확대도이다.
도 15에서와 같이, 분리막(32)은 제2가압 롤러(3460)에 의해 소정각도 꺽여지면서 이동되고, 이때 제2분사 노즐(3470)으로부터 분사되는 에어가 분리막(32)의 전면(A1)이 꺽여지는 지점으로 제공되면서 음극판(34)이 분리막(32)의 전면으로부터 용이하게 떨어져나간다. 동일한 방식으로, 분리막(32)은 제1가압 롤러(3440)에 의해 소정각도 꺽여지면서 이동되고, 이때 제1분사 노즐(3450)으로부터 분사되는 에어가 분리막(32)의 후면(B1)이 꺽여지는 지점으로 제공되면서 양극판(36)이 분리막(32)의 후면으로부터 용이하게 떨어져나간다.
본 실시예에서는 음극판과 양극판이 에어에 의해 분리되는 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 17은 스크래퍼를 이용하여 음극판과 양극판을 분리하는 것을 보여주는 도면이다.
도 17을 참조하면, 제1스크래퍼(3490)는 분리막(32)이 제2가압 롤러(3450)에 의해 꺽여졌을 때 분리막(32)의 전면(A1)을 긁으면서 음극판(34)을 분리막의 전면(A1)으로부터 떼어낸다. 제2스크래퍼(3480)는 분리막(32)이 제1가압 롤러(3440)에 의해 꺽여졌을 때 분리막(32)의 후면(B1)을 긁으면서 양극판(36)을 분리막의 후면(B1)으로부터 떼어낸다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10: 배터리 셀의 소재 분리 장치
1000 : 사전 준비부 2000 : 웨트 처리부
3000 : 해체부

Claims (19)

  1. 배터리 셀의 재활용을 위한 소재 분리 방법에 있어서:
    상기 배터리 셀의 전극 조립체를 감싸고 있는 파우치를 제거하는 사전 준비 단계;
    상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 제1극판들과 제2극판들 그리고 분리막으로 각각 분리하는 해체 단계를 포함하되;
    상기 해체 단계 전에 상기 분리막으로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 용이하게 분리되도록 상기 전극 조립체에 극판 제거 촉진 용제를 제공하는 웨트 처리 단계를 더 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 사전 준비 단계는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 파우치의 가장자리를 커팅하는 커팅 단계;
    상기 파우치의 가장자리가 커팅된 상태에서 상기 파우치의 상부 커버와 하부 커버를 분리하는 분리 단계를 포함하고,
    상기 웨트 처리 단계는
    상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 대상으로 처리하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨트 처리 단계는
    상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체에 상기 극판 제거 촉진 용제를 공급하며,
    상기 극판 제거 촉진 용제는 물을 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨트 처리 단계에서
    상기 극판 제거 촉진 용제는 노즐을 통해 제공되거나 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 적셔진 스폰지를 통해 제공되거나 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 담겨진 수조에 상기 전극 조립체를 담궈 제공되는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사전 준비 단계는
    상기 파우치를 제거하기 전에 상기 배터리 셀의 방전 상태를 체크하는 방전 체크 단계;
    상기 방전 체크 단계를 진행하면서 상기 배터리 셀을 정렬하는 정렬 단계; 및
    상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 단계를 더 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 사전 준비 단계는
    상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 단계를 더 포함하되;
    상기 커팅 단계는
    상기 불꽃 감지 단계를 포함하고, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 수조에 담궈 처리하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 해체 단계는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막을 오픈하는 분리막 오픈 단계 및
    상기 분리막이 오픈된 상기 전극 조립체로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 분리하는 메인 해체 단계를 포함하되;
    상기 분리막 오픈 단계는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아서 펼치는 1차 언폴드 단계; 및
    상기 분리막이 펼쳐진 상태에서 노출된 첫번째 제1극판을 상기 분리막으로부터 분리하는 1차 제거 단계를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분리막 오픈 단계는
    상기 첫번째 제1극판이 제거된 상태의 상기 전극 조립체를 뒤집는 반전 단계; 및
    뒤집어진 상기 전극 조립체에서 상기 분리막의 일단을 잡아 펼치는 2차 언폴드 단계를 포함하고,
    상기 메인 해체 단계는
    상기 2차 언폴드 단계 후에 진행하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 해체 단계는
    상기 전극 조립체의 상면에 노출된 상기 분리막의 끝을 잡아 상방향으로 잡아당긴 후 롤 형식으로 감아 수거하고,
    제1가압 롤러가 상기 분리막의 전면에서 후면을 향해 가압하고, 제2가압 롤러가 상기 분리막의 후면에서 전면을 향해 가압하여 상기 분리막이 상기 제1가압 롤러를 통과하면서 상기 제1극판이 상기 분리막의 후면으로부터 떨어져 나가고, 상기 분리막이 상기 제2가압 롤러를 통과하면서 상기 제2극판이 상기 분리막의 전면으로부터 떨어져 나가는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 해체 단계는
    상기 제1가압 롤러에 의해 상기 분리막의 후면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하고,
    상기 제2가압 롤러에 의해 상기 분리막의 전면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하는 배터리 셀의 소재 분리 방법.
  11. 배터리 셀의 재활용을 위한 소재 분리 장치에 있어서:
    상기 배터리 셀의 전극 조립체를 감싸고 있는 파우치를 제거하는 사전 준비부;
    상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체를 제1극판들과 제2극판들 그리고 분리막으로 각각 분리하는 해체부; 및
    상기 해체부에서 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 상기 분리막으로부터 용이하게 분리되도록 상기 전극 조립체에 극판 제거 촉진 용제를 제공하는 웨트 처리부를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사전 준비부는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 파우치의 가장자리를 커팅하는 커팅부;
    가장자리가 커팅된 상태에서 상기 파우치의 상부 커버와 하부 커버를 분리하는 커버 분리부를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 웨트 처리부는
    상기 파우치가 제거된 상기 전극 조립체에 상기 극판 제거 촉진 용제를 공급하고,
    상기 극판 제거 촉진 용제는 물을 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 웨트 처리부는
    노즐을 이용해 상기 극판 제거 촉진 용제를 상기 전극 조립체를 향해 분사하는 방식 또는 상기 극판 제거 촉진 용제에 적셔진 스폰지를 상기 전극 조립체에 접촉시키는 방식 또는 상기 극판 제거 촉진 용제가 채워진 수조에 담그는 방식 중 어느 하나를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 사전 준비부는
    상기 배터리 셀의 방전 유무를 체크하는 방전 체크부;
    상기 배터리 셀의 커팅 전에 상기 배터리 셀을 정렬하는 정렬부; 및
    상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 감지하는 불꽃 감지 수단을 더 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 커팅부는
    원형 회전커터날을 이용해 상기 파우치의 가장자리를 커팅하고,
    상기 배터리 셀의 불꽃 발생 여부를 체크하는 불꽃 감지 수단을 더 포함하며, 불꽃이 감지된 배터리 셀은 물이 담긴 수조에 밀어 넣어 화재를 예방하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 해체부는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막을 오픈하는 분리막 오픈부; 및
    상기 분리막이 오픈된 상기 전극 조립체로부터 상기 제1극판들 및 상기 제2극판들이 분리하는 메인 해체 유닛을 포함하되;
    상기 분리막 오픈부는
    상기 전극 조립체를 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아서 펼치는 제1언폴드부; 및
    상기 분리막이 펼쳐진 상태에서 노출된 첫번째 제1극판을 상기 분리막으로부터 분리하는 1차 제거부를 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 분리막 오픈부는
    상기 첫번째 제1극판이 제거된 상태의 상기 전극 조립체를 뒤집는 반전부; 및
    상기 반전부에서 반전 처리된 상기 전극 조립체의 상면을 감싸고 있는 상기 분리막의 일단을 잡아 펼치는 2차 언폴드부를 더 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 메인 해체 유닛은
    상기 전극 조립체의 상면에 노출된 상기 분리막의 끝을 잡아 상방향으로 잡아당기는 크레인부;
    상기 크레인부에 의해 상방향으로 들어올려진 상기 분리막을 롤 형식으로 감아 수거하는 분리막 수거부;
    상기 분리막의 전면에서 후면을 향해 가압하는 제1가압 롤러;
    상기 분리막의 후면에서 전면을 향해 가압하는 제2가압 롤러;
    상기 제1가압 롤러에 의해 상기 분리막의 후면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하는 제1분사 노즐; 및
    상기 제2가압 롤러에 의해 상기 분리막의 전면이 꺽여지는 지점으로 에어를 분사하는 제2분사 노즐을 포함하는 배터리 셀의 소재 분리 장치.
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