WO2022149830A1 - 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

전극셀 제조장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022149830A1
WO2022149830A1 PCT/KR2022/000089 KR2022000089W WO2022149830A1 WO 2022149830 A1 WO2022149830 A1 WO 2022149830A1 KR 2022000089 W KR2022000089 W KR 2022000089W WO 2022149830 A1 WO2022149830 A1 WO 2022149830A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
sheet
separator
vision sensor
cell manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/000089
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임범승
조인환
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020210184362A external-priority patent/KR20220100508A/ko
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to EP22736807.3A priority Critical patent/EP4213256A1/en
Priority to US18/035,453 priority patent/US20230411669A1/en
Priority to CN202280007102.9A priority patent/CN116349045A/zh
Publication of WO2022149830A1 publication Critical patent/WO2022149830A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing an electrode cell for a secondary battery and a method for controlling the same.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries having advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • the secondary battery may be classified according to the structure of the electrode assembly having the positive electrode/separator/negative electrode structure.
  • the stack type is a structure in which a separator is interposed between electrodes cut to a predetermined size, and is sequentially stacked
  • the winding type is a structure in which a separator is simultaneously wound and stacked with a separator interposed between uncut electrodes.
  • the stack type secondary battery may be manufactured by stacking a plurality of electrode cells formed in a predetermined size. Therefore, it is important to uniformly maintain the manufacturing quality of these electrode cells.
  • One problem to be solved by the present invention is to provide an electrode cell manufacturing apparatus capable of manufacturing an electrode cell of uniform quality and a method for controlling the same.
  • Another object to be solved by the present invention is to provide an electrode cell manufacturing apparatus and a control method thereof having improved non-operational loss in the electrode cell manufacturing process.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may manufacture an electrode cell by laminating and cutting a separator sheet and an electrode sheet.
  • the method for controlling the electrode cell manufacturing apparatus includes: a first sensing step of inspecting the electrode cell in real time or at a preset period while the electrode cell manufacturing process is performed; a second sensing step of detecting the alignment of the electrode sheet and the separator sheet; and when the abnormality of the electrode cell is detected in the first sensing step, an output step of outputting position information where the alignment abnormality is detected in the second sensing step.
  • the second sensing step may be performed when an abnormality of the electrode cell is detected in the first sensing step.
  • the electrode cell manufacturing process may be stopped.
  • the plurality of sub-vision sensors for performing the second sensing step may include: a separator vision sensor for detecting alignment of the separator sheet unwound from the separator unwinder; an electrode vision sensor for detecting the alignment of the electrode sheet unwound from the electrode unwinder; and an intermediate vision sensor configured to sense the alignment of the electrodes bonded to the separator sheet by cutting the electrode sheet.
  • the plurality of sub-vision sensors performing the second detection step are operated according to a preset order, and when an alignment abnormality is detected in one sub-vision sensor, the operation of another sub-vision sensor scheduled to be operated after the one sub-vision sensor is may be withheld.
  • the end vision sensor performing the first sensing step may be disposed after the separator cutter for cutting the separator sheet with respect to the moving direction of the separator sheet.
  • the electrode cell control method of the electrode cell manufacturing apparatus a check step of detecting the alignment of the electrode sheet and the separator sheet when a check command is input in a state in which the manufacturing process is stopped; And when the alignment of the electrode sheet and the separator sheet in the check step is normal, it may further include an operation initiation step of starting the electrode cell manufacturing process.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may manufacture an electrode cell by laminating and cutting a separator sheet and an electrode sheet.
  • the electrode cell manufacturing apparatus includes: an electrode cutter for cutting the electrode sheet at a predetermined interval to form a plurality of electrodes spaced apart from each other by a predetermined interval in the longitudinal direction of the separator sheet; a plurality of sub-vision sensors for sensing the separator sheet, the electrode sheet, or alignment of the electrode; a rolling device for rolling the electrode and the separator sheet; a separator cutter for forming the electrode cell by cutting the separator sheet in a state in which the electrode and the separator sheet are rolled; an end vision sensor for inspecting the electrode cell; and an output interface for outputting information on an abnormality sensor in which an alignment abnormality is detected among the plurality of sub-vision sensors when abnormality is detected by the end vision sensor.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may further include a controller for stopping the electrode cell manufacturing process when an abnormality is detected in the end vision sensor.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may further include an input interface for receiving an operator's command.
  • the controller may operate the electrode cell manufacturing apparatus when a check command is input through the input interface and the alignment sensed by the plurality of sub vision sensors is normal in a state in which the electrode cell manufacturing process is stopped.
  • An electrode cell manufacturing apparatus includes: an electrode unwinder having an electrode roll mounted thereon and unwinding the electrode roll to unwind an electrode sheet; an electrode vision sensor for detecting alignment of the electrode sheet; a separation membrane unwinder having a separation membrane roll mounted thereon and unwinding the separation membrane roll to unwind the separation membrane sheet; a separator vision sensor for detecting alignment of the separator sheet; an electrode cutter for cutting the electrode sheet at a predetermined interval to form a plurality of electrodes spaced apart from each other by a predetermined interval in the longitudinal direction of the separator sheet; a rolling device for rolling the electrode and the separator sheet; an intermediate vision sensor for detecting alignment of the electrode rolled on the separator sheet by the rolling device; a separator cutter for forming an electrode cell by cutting the separator sheet in a state in which the electrode and the separator sheet are rolled; and an end vision sensor for inspecting the electrode cell.
  • an output interface for outputting information on an abnormality detection sensor in which an alignment abnormality is detected among the electrode vision sensor, the separator vision sensor, and the intermediate vision sensor may further include.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may further include a controller for stopping the electrode cell manufacturing process when an abnormality is detected in the end vision sensor during the electrode cell manufacturing process.
  • the electrode unwinder may include: a first electrode unwinder for unwinding an electrode sheet in a direction parallel to the separator sheet; and a second electrode unwinder for unwinding the electrode sheet in an oblique direction with respect to the separator sheet.
  • the electrode vision sensor may include: a first electrode vision sensor facing the electrode sheet unwound from the first electrode unwinder; and a plurality of second electrode vision sensors facing the electrode sheet unwound from the second electrode unwinder and spaced apart from each other in a longitudinal direction of the electrode sheet unwound from the second electrode unwinder.
  • the electrode unwinder unwinds the electrode sheet in an oblique direction with respect to the separator sheet, and a third electrode unwinder located opposite to the second electrode unwinder with respect to the electrode sheet unwound from the first electrode unwinder. It may further include a winder.
  • the electrode vision sensor further includes a plurality of third electrode vision sensors facing the electrode sheet unwound from the third electrode unwinder and spaced apart from each other in a longitudinal direction of the electrode sheet unwound from the third electrode unwinder. may include
  • the end vision sensor can inspect the electrode cell in real time or at a preset period during the electrode cell manufacturing process. Accordingly, the quality of the electrode cell can be maintained uniformly.
  • the electrode cell manufacturing process may be stopped, and positional information at which the alignment abnormality is detected may be output. Accordingly, the operator can immediately grasp at which position the alignment error has occurred during the electrode cell manufacturing process, and can quickly perform calibration. Accordingly, the non-operation loss of the electrode cell manufacturing process may be reduced.
  • the detection of the alignment may be performed automatically by the sub-vision sensor instead of manually. Accordingly, it is possible to prevent the quality of the electrode cell from being changed according to individual deviations such as the skill level of the operator.
  • alignment of the plurality of electrodes rolled on the separator sheet by the intermediate vision sensor as well as the alignment of the separator sheet and the electrode sheet may be detected.
  • the electrode cell manufacturing process may be started. Accordingly, it is possible to immediately detect an alignment abnormality that may be caused by the operator's electrode connection work or separator connection work.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining an example of an alignment detection method of the electrode vision sensor shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a view for explaining an example of an alignment detection method of the end vision sensor shown in FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a control block diagram of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may manufacture the electrode cell 4 by laminating and cutting the separator sheet 1 and the electrode sheet 2 .
  • the electrode cell manufacturing apparatus may include a separator unwinder 10 , an electrode unwinder 20 , an electrode cutter 30 , a separator cutter 40 , and a rolling device 50 .
  • the separation membrane unwinder 10 may be equipped with a separation membrane roll on which the separation membrane sheet 1 is wound.
  • the separator unwinder 10 may unwind the separator roll to unwind the separator sheet 1 .
  • the separation membrane unwinder 10 may include a roller on which the separation membrane roll is mounted, and a motor rotating the roller.
  • the separation membrane unwinder 10 may be provided with a pair for unwinding a pair of separation membranes 1 in parallel with each other.
  • the separation membrane unwinder 10 includes a first separation membrane unwinder 11 for unwinding one separation membrane 1 and another separation membrane 1 in parallel with the one separation membrane 1 for unwinding. It may include a second separator unwinder 12 .
  • An electrode roll on which the electrode sheet 2 is wound may be mounted on the electrode unwinder 20 .
  • the electrode unwinder 20 may unwind the electrode roll to unwind the electrode sheet 2 .
  • the electrode unwinder 20 may include a roller on which the electrode roll is mounted, and a motor for rotating the roller.
  • a plurality of electrode unwinders 20 may be provided.
  • the electrode unwinder 20 includes a first electrode unwinder 21 for unwinding the electrode sheet 2 between a pair of separator sheets 1 and an outer surface (eg, one separator) of the separator 1 .
  • the second electrode unwinder 22 for unwinding the electrode sheet 2 toward the upper surface and winding the electrode sheet 2 toward the outer surface (eg, the bottom surface) of the other separator 1 .
  • Shipment may include a third electrode unwinder 23 .
  • the second electrode unwinder 22 and the third electrode unwinder 23 may be positioned opposite to each other.
  • the electrode sheet 2 unwound from the first electrode unwinder 21 may extend in a direction parallel to the separator sheet 1 .
  • the electrode sheet 2 unwound from the second electrode unwinder 22 and the third electrode unwinder 23 may extend in an oblique direction with respect to the separator sheet 1 .
  • the electrode cutter 30 may form the electrode 3 by cutting the electrode sheet 2 at a predetermined interval.
  • the electrode cutter 30 may be provided with a plurality of cutting the electrode sheet 2 unwound from the plurality of electrode unwinders 20 .
  • the electrode cutter 30 includes a first electrode cutter 31 for cutting the electrode sheet 2 unwound from the first electrode unwinder 21 and unwinding from the second electrode unwinder 22 . It may include a second electrode cutter 32 for cutting the used electrode sheet 2 and a third electrode cutter 33 for cutting the electrode sheet 2 unwound from the third electrode unwinder 23 . .
  • the plurality of electrodes 3 formed by each electrode cutter 30 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the longitudinal direction of the separator sheet 1 .
  • the plurality of electrodes 3 formed by the first electrode cutter 31 is positioned between a pair of separator sheets 1, and the plurality of electrodes 3 formed by the second electrode cutter 32 is formed by one separator ( 1) located on the outer surface (for example, the upper surface), the plurality of electrodes 3 formed by the third electrode cutter 33 may be located on the outer surface (for example, the bottom surface) of the other separator 1 . Accordingly, the electrode 3 and the separator sheet 2 may be alternately stacked.
  • the rolling apparatus 50 may roll (laminate) the electrode 3 and the separator sheet 2 to each other. That is, the electrode 3 may be bonded to the separator sheet 2 .
  • the rolling apparatus 50 may include a pair of heaters and a pair of rollers spaced apart with the electrode 3 and the separator sheet 2 therebetween.
  • the pair of rollers may be positioned after the pair of rollers with respect to the moving directions of the electrode 3 and the separator sheet 2 .
  • the present invention is not limited thereto, and it is of course possible that a heater may be provided on the pair of rollers.
  • the separator cutter 40 may form the electrode cell 4 by cutting the separator sheet 2 in a state in which the electrode 3 and the separator sheet 2 are rolled.
  • the separator cutter 40 may be positioned after the rolling device 50 with respect to the moving direction of the electrode 3 and the separator sheet 2 , and among the separator sheet 2 , the plurality of electrodes 3 ) can be cut.
  • the electrode cell 4 may have a configuration in which electrodes and separators are alternately stacked. In this way, a series of forming the electrode cell 4 by the separator unwinder 10 , the electrode unwinder 20 , the electrode cutter 30 , the rolling device 50 , and the separator cutter 40 .
  • the process can be called an electrode cell manufacturing process.
  • the electrode cell 4 formed by the electrode cell manufacturing process may be stacked on the magazine M.
  • the alignment of the separator sheet 1, the electrode sheet 2, or the electrode 3 is misaligned in the electrode cell manufacturing process, it deviates from a preset path line and the electrode cell 4 quality may decrease, and a loading defect may occur for the magazine (M).
  • the electrode cell manufacturing apparatus may include a plurality of sub vision sensors 60 , 70 , 80 and an end vision sensor 90 .
  • the end vision sensor 90 may be referred to as a main vision sensor.
  • the plurality of sub vision sensors 60 , 70 , 80 and the end vision sensor 90 may include a camera.
  • the plurality of sub vision sensors 60 , 70 , and 80 may be positioned before the separator cutter 40 with respect to the moving directions of the separator sheet 1 , the electrode sheet 2 , and the electrode 3 .
  • the plurality of sub vision sensors 60 , 70 , and 80 include a separator vision sensor 60 for detecting alignment of the separator sheet 1 , and electrode vision for detecting alignment of the electrode sheet 2 .
  • the sensor 70 and the intermediate vision sensor 80 for detecting the alignment of the electrode 3 rolled on the separator sheet 2 may be included.
  • the separator vision sensor 60 may face the separator sheet 1 unwound from the separator unwinder 10 , and may detect the alignment of the separator sheet 1 .
  • the separator vision sensor 60 may be positioned before a point at which the electrode 3 is disposed on the separator sheet 2 with respect to the moving direction of the separator sheet 2 .
  • a plurality of separator vision sensors 60 may be provided to detect alignment of the separator sheet 1 unwound from each separator unwinder 10 .
  • the separator vision sensor 60 includes a first separator vision sensor 61 for detecting alignment of the separator sheet 1 unwound from the first separator unwinder 11, and a second separator unwinder.
  • a second separator vision sensor 62 for detecting the alignment of the separator sheet 1 unwound in (12) may be included.
  • the electrode vision sensor 70 may face the electrode sheet 2 unwound from the electrode unwinder 20 , and may detect the alignment of the electrode sheet 2 .
  • the electrode vision sensor 70 may be positioned before the electrode cutter 30 with respect to the moving direction of the electrode sheet 2 .
  • a plurality of electrode vision sensors 70 may be provided to detect alignment of the electrode sheet 2 unwound from each electrode unwinder 20 .
  • the electrode vision sensor 70 includes a first electrode vision sensor 71 that detects alignment of the electrode sheet 2 unwound from the first electrode unwinder 21 , and a second electrode unwinder A second electrode vision sensor 72 for detecting the alignment of the electrode sheet 2 unwound in 22, and a third detecting the alignment of the electrode sheet 2 unwound from the third electrode unwinder 23
  • An electrode vision sensor 73 may be included.
  • the electrode sheet 2 unwound from the second electrode unwinder 22 and the third electrode unwinder 23 may extend in an oblique direction with respect to the separator sheet 1 . Accordingly, the electrode sheet 2 unwound from the second electrode unwinder 22 and the third electrode unwinder 23 is longer than the electrode sheet 2 unwound from the first electrode unwinder 22 . may be longer and the risk of misalignment may be greater.
  • a plurality of the second electrode vision sensor 72 and the third electrode vision sensor 73 may be provided to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the electrode sheet 2 .
  • one second electrode vision sensor 72 is disposed adjacent to the second electrode unwinder 22 , and the other second electrode vision sensor 72 is connected to the second electrode cutter 32 . may be placed adjacent to
  • one third electrode vision sensor 73 is disposed adjacent to the third electrode unwinder 23 , and the other third electrode vision sensor 73 is adjacent to the third electrode cutter 33 . can be arranged.
  • the intermediate vision sensor 80 may be positioned between the rolling device 50 and the separator cutter 40 in the moving direction of the separator sheet 2 and the electrode 3 .
  • the intermediate vision sensor 80 passes through the rolling device 50 and faces the electrode 3 rolled on the separator sheet 2 , and may detect the alignment of the electrode 3 .
  • the intermediate vision sensor 80 may detect not only the alignment of the electrode 3 but also the alignment of the separator sheet 2 on which the electrode 3 is rolled.
  • the end vision sensor 90 faces the electrode cell 4 , and can inspect the electrode cell 4 .
  • the case where the end vision sensor 90 detects the alignment of the electrode cell 4 will be described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the end vision sensor 90 may be positioned after the separator cutter 40 in the moving direction of the electrode cell 4 .
  • FIG. 2 is a view for explaining an example of an alignment detection method of the electrode vision sensor shown in FIG. 1 .
  • the operator mounts a new electrode roll on the electrode unwinder 20, and the existing electrode sheet on which the existing electrode roll is unwound. (2a) and a new electrode sheet (2b) on which the new electrode roll is unwound may be connected to each other. That is, the operator may perform a connection operation of the electrode sheet 2 .
  • the electrode vision sensor 70 can measure the width direction step (g) between the existing electrode sheet (2a) and the new electrode sheet (2b), and when the step (g) is out of a preset range, alignment is performed above can be determined.
  • the electrode vision sensor 70 sets an imaginary line L extending in the longitudinal direction of the electrode sheet 2 , and an alignment mark (not shown) displayed on the edge of the electrode sheet 2 or the electrode sheet 2 . may be compared with the virtual line L.
  • the electrode vision sensor 70 may determine that the alignment of the electrode sheet 2 is abnormal when the edge or the alignment mark of the electrode sheet 2 is out of or out of a predetermined range with respect to the virtual line L. .
  • FIG. 3 is a view for explaining an example of an alignment detection method of the end vision sensor shown in FIG. 1 .
  • the end vision sensor 90 sets an imaginary line L extending in the moving direction of the electrode cell 4 , and marks the edge of the electrode cell 4 or an alignment mark (not shown) displayed on the electrode cell 4 . It can be compared with the virtual line (L). The end vision sensor 90 may determine that the alignment of the electrode cell 4 is abnormal when the edge or the alignment mark of the electrode cell 4 is out of or out of a predetermined range with respect to the virtual line L. .
  • FIG. 4 is a control block diagram of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode cell manufacturing apparatus may further include a controller 100 , an input interface 110 , and an output interface 120 .
  • the controller 100 may include at least one processor.
  • the controller 100 communicates with the sub vision sensors 60, 70, 80 and the end vision sensor 90 to control the operation of each vision sensor 60, 70, 80, and 90, and The image information sensed by the sensors 60, 70, 80, and 90 may be transmitted.
  • controller 100 may control the operations of the separator unwinder 10 , the electrode unwinder 20 , the electrode cutter 30 , the separator cutter 40 , and the rolling device 50 . have.
  • the input interface 110 may receive a user's command, and the configuration is not limited.
  • the input interface 110 may include at least one of a button, a switch, a knob, a microphone, a touch screen, and a keyboard.
  • the output interface 120 outputs information related to the electrode cell manufacturing apparatus, and the configuration is not limited.
  • the output interface 120 may include at least one of a display and a speaker.
  • the input interface 110 and the output interface 120 may communicate with the controller 100 . Accordingly, the controller 100 may receive a command input through the input interface 110 , and may output information related to the electrode cell manufacturing apparatus to the output interface 120 .
  • 5 and 6 are flowcharts illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the control method of the electrode cell manufacturing apparatus may include a first sensing step (S10) of inspecting the electrode cell 4 in real time or at a preset period while the electrode cell manufacturing process is performed.
  • the controller 100 may perform an electrode cell manufacturing process and operate the end vision sensor 90 . That is, the controller 100 may operate the separator unwinder 10, the electrode unwinder 20, the electrode cutter 30, the separator cutter 40, and the rolling device 50, and thus manufactured The electrode cell 4 can be manufactured. The controller 100 may control the vision sensor 90 so that the end vision sensor 90 inspects the electrode cell in real time or at a preset period while the electrode cell manufacturing process is performed.
  • the controller 100 may deactivate the sub vision sensors 60 , 70 , and 80 . This is because the electrode cell manufacturing process starts only when an alignment abnormality is not detected by the sub vision sensors 60 , 70 , and 80 . That is, if the electrode cell manufacturing process is already being performed, there is a high possibility that the alignment of the separator sheet 1 , the electrode sheet 2 and the plurality of electrodes 3 is maintained. Accordingly, there is an advantage in that the control of the first sensing step S10 is simplified.
  • the control method of the electrode cell manufacturing apparatus may include a second sensing step (S20) of detecting the alignment of the electrode sheet 2 and the separator sheet 1 .
  • the controller 100 may stop the electrode cell manufacturing process when an alignment abnormality is detected in the end vision sensor 90 . That is, the controller 100 may stop the separator unwinder 10 , the electrode unwinder 20 , the electrode cutter 30 , the separator cutter 40 and the rolling device 50 , and thereby the separator Movement of the sheet 1 , the electrode sheet 2 , and the plurality of electrodes 3 may be stopped, and manufacturing of the electrode cell 4 may be stopped.
  • the controller 100 may activate the plurality of sub vision sensors 60 , 70 , 80 . That is, the second detecting step (S20) may be performed when an abnormality of the electrode cell is detected in the first detecting step (S10). Accordingly, the controller 100 may automatically determine at which position the electrode cell 4 has an alignment abnormality causing a problem in the electrode cell manufacturing process.
  • the control method of the electrode cell manufacturing apparatus may include an output step (S30) of outputting position information where the alignment abnormality is detected.
  • the controller 100 may designate a sub vision sensor 60, 70, 80 that detects an alignment abnormality among the plurality of sub vision sensors 60, 70, 80 as an abnormal sensor, Position information in which alignment abnormality is detected may be output to the output interface 120 .
  • the location information may include at least one of recognition information of the abnormal sensor and information on a detection object of the abnormal sensor.
  • the operator can immediately determine at which position of the separator sheet 1, the electrode sheet 2, and the electrode 3, the alignment error has occurred through the position information output to the output interface 120. can be grasped, and calibration can be performed to solve the alignment abnormality (S50).
  • the control method of the electrode cell manufacturing apparatus includes a check step (S70) of detecting the alignment of the electrode sheet 2 and the separator sheet 1 when a check command is input in a state where the electrode cell manufacturing process is stopped (S60) can do.
  • the operator After performing the calibration (S50), the operator inputs a check command through the input interface 110 before restarting the electrode cell manufacturing process (S60), the separator sheet 1, the electrode sheet 2 and A check step (S70) of checking the alignment of the plurality of electrodes 3 may be performed.
  • the controller 100 may operate the plurality of sub vision sensors 70 , 80 , 90 . .
  • the controller 100 automatically controls the plurality of sub-vision sensors ( 70), 80, and 90 can be activated.
  • the controller 100 controls the plurality of sub-vision sensors 60, 70 ) 80 , the sub vision sensors 60 , 70 , and 80 that have detected an alignment abnormality may be designated as abnormal sensors, and position information at which the alignment abnormality is detected may be output to the output interface 120 ( S80 ). ) (S90).
  • the operator may perform calibration to solve the alignment abnormality, and then the check step ( S70 ) may be performed again by re-entering the check command through the input interface 110 .
  • the electrode cell manufacturing process may be automatically stopped, or an operator may stop the electrode cell manufacturing process through an input interface.
  • the operator mounts a new electrode roll in the electrode unwinder 20, and the existing electrode sheet 2a (see FIG. 2) in which the existing electrode roll is unwound and a new electrode sheet in which the new electrode roll is unwound. (2b) can be performed to connect the electrodes to each other.
  • the check step ( S70 ) may be performed thereafter.
  • the electrode cell manufacturing process may be automatically stopped, or an operator may stop the electrode cell manufacturing process through an input interface.
  • the operator mounts a new separator roll on the separator unwinder 10, and connects the existing separator sheet in which the existing separator roll is unwound and the new separator sheet in which the new separator roll is unwound. can be done
  • the check step ( S70 ) may be performed thereafter.
  • the control method of the electrode cell manufacturing apparatus includes an operation starting step (S100) of starting the electrode cell manufacturing process when the alignment of the electrode sheet 1 and the separator sheet 2 is normal in the checking step (S70) (S80) can do.
  • the controller 100 controls the separator unwinder 10 , the electrode unwinder 20 , and the electrode cutter. (30), the separator cutter 40 and the rolling device 50 can be operated, thereby producing the electrode cell 4 can be manufactured.
  • the controller 100 may activate the end vision sensor 90 . That is, the first sensing step S10 described above may be performed.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the controller 100 may stop the electrode cell manufacturing process when an alignment abnormality is detected by the end vision sensor 90 in the first sensing step (S10) (S21). That is, the controller 100 may stop the separator unwinder 10 , the electrode unwinder 20 , the electrode cutter 30 , the separator cutter 40 and the rolling device 50 , and thereby the separator Movement of the sheet 1 , the electrode sheet 2 , and the plurality of electrodes 3 may be stopped, and manufacturing of the electrode cell 4 may be stopped.
  • the plurality of sub-vision sensors 60, 70, and 80 are operated according to a preset order, and when an alignment error is detected in one of the sub-vision sensors 60, 70, and 80, the one vision
  • the operation of the other vision sensors 60, 70, and 80 scheduled to be operated after the sensors 60, 70, and 80 may be suspended.
  • the controller 100 may operate the plurality of sub vision sensors 60, 70, and 80 according to a preset order (S22). For example, when the number of the plurality of sub-vision sensors 60, 70, and 80 is M (M is a natural number greater than or equal to 3), the plurality of sub-vision sensors 60, 70, and 80 operate According to the order, the first sub vision sensor, the second sub vision sensor... Mth sub vision sensor may be designated.
  • the controller 100 may operate the (n+1)-th sub-vision sensor when an alignment error is not detected in the n-th (n is a natural number less than M) sub-vision sensor.
  • the controller 100 may suspend the operation of the (n+1)th sub vision sensor to the Mth sub vision sensor and perform the output step ( S30 ). .
  • the controller 100 may designate the nth sub-vision sensor as an abnormal sensor and output at least one of recognition information of the abnormal sensor and information on a detection object of the abnormal sensor to the output interface 120 .
  • control of the second sensing step ( S20 ′) can be performed more efficiently.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of an electrode cell manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the second sensing step (S20") may be performed regardless of whether an abnormality is detected by the end vision sensor 90.
  • the electrode sheet ( 2) and the second sensing step (S20′′) of detecting the alignment of the separator sheet 1 may be performed together with the first sensing step (S10) while the electrode cell manufacturing process is being performed.
  • the second sensing step (S20") may be performed in real time or at a preset period while the electrode cell manufacturing process is being performed.
  • the controller 100 may operate the end vision sensor 90 and the sub vision sensors 60 , 70 , 80 while performing the electrode cell manufacturing process.
  • an output step S30 ′′ may be performed.
  • the controller 100 controls the electrode when an alignment abnormality is detected by the end vision sensor 90 . It is possible to stop the cell manufacturing process, and output position information in which the alignment abnormality is detected in the second sensing step (S20").
  • the operator can immediately determine at which position of the separator sheet 1, the electrode sheet 2, and the electrode 3, the alignment error has occurred through the position information output to the output interface 120. can be grasped, and calibration can be performed to solve the alignment abnormality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 분리막 시트 및 전극 시트를 적층 및 커팅하여 전극셀을 제조할 수 있다. 상기 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 전극셀 제조공정이 수행되는 동안 상기 전극셀을 실시간 또는 기설정된 주기로 검사하는 제1감지 단계; 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 제2감지 단계; 및 상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 제2감지 단계에서 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력하는 출력 단계를 포함할 수 있다.

Description

전극셀 제조장치 및 그 제어 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2021년 01월 08일자 한국특허출원 제10-2021-0002901호 및 2021년 12월 21일자 한국특허출원 10-2021-0184362에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 이차전지용 전극셀 제조장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어지는지에 따라 분류될 수 있다. 스택형은 일정 크기로 절단된 전극들 사이에 분리막을 개재하는 상태로 순차적으로 적층한 구조이고, 권취형은 절단되지 않은 전극들 사이에 분리막을 개재한 상태로 동시에 감아서 적층한 구조이다.
특히, 스택형의 이차전지는 소정의 크기로 형성된 복수개의 전극셀이 적층되어 제조될 수 있다. 따라서, 이러한 전극셀의 제조 품질을 균일하게 유지하는 것이 중요하다.
종래에는 전극 시트와 분리막 시트를 향해 조사된 레이저 라인을 기준으로, 작업자가 전극 시트와 분리막 시트의 얼라인먼트를 수동으로 감시 및 조절하였다. 그러나, 이러한 방식은 작업자의 숙련도 등과 같은 개인 편차에 따라 제조된 전극셀의 품질의 차이가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 균일한 품질의 전극셀을 제조가능한 전극셀 제조장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전극셀 제조공정의 비가동 로스가 개선된 전극셀 제조장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 분리막 시트 및 전극 시트를 적층 및 커팅하여 전극셀을 제조할 수 있다. 상기 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 전극셀 제조공정이 수행되는 동안 상기 전극셀을 실시간 또는 기설정된 주기로 검사하는 제1감지 단계; 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 제2감지 단계; 및 상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 제2감지 단계에서 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력하는 출력 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2감지 단계는, 상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면 실시될 수 있다.
상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 전극셀 제조 공정이 중단될 수 있다.
상기 제2감지 단계를 수행하는 복수개의 서브 비전센서는, 분리막 언와인더에서 권출된 상기 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 분리막 비전센서; 전극 언와인더에서 권출된 상기 전극 시트의 얼라인먼트를 감지하는 전극 비전센서; 및 상기 전극 시트가 커팅되어 상기 분리막 시트에 접합된 전극의 얼라인먼트를 감지하는 중간 비전센서를 포함할 수 있다.
상기 제2감지 단계를 수행하는 복수개의 서브 비전센서는 기설정된 순서에 따라 작동되고, 일 서브 비전센서에서 얼라인먼트 이상이 감지되면, 상기 일 서브 비전센서의 이후에 작동 예정인 타 서브 비전센서의 작동은 보류될 수 있다.
상기 제1감지 단계를 수행하는 엔드 비전센서는, 상기 분리막 시트의 이동 방향에 대해, 상기 분리막 시트를 커팅하는 분리막 커터의 이후에 배치될 수 있다.
상기 전극셀 상기 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 제조공정이 중단된 상태에서 체크 명령이 입력되면 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 체크 단계; 및 상기 체크 단계에서 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트가 정상이면 상기 전극셀 제조공정을 개시하는 작동 개시 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 분리막 시트 및 전극 시트를 적층 및 커팅하여 전극셀을 제조할 수 있다. 상기 전극셀 제조장치는, 상기 전극 시트를 기설정된 간격으로 커팅하여, 상기 분리막 시트의 길이 방향으로 일정 간격만큼 서로 이격된 복수개의 전극을 형성하는 전극 커터; 상기 분리막 시트, 전극 시트, 또는 상기 전극의 얼라인먼트를 감지하는 복수개의 서브 비전센서; 상기 전극과 상기 분리막 시트를 압연시키는 압연 장치; 상기 전극과 상기 분리막 시트가 압연된 상태에서 상기 분리막 시트를 커팅하여 상기 전극셀을 형성하는 분리막 커터; 상기 전극셀을 검사하는 엔드 비전센서; 및 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면 상기 복수개의 서브 비전센서 중 얼라인먼트 이상이 감지되는 이상 센서의 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 포함할 수 있다.
상기 전극셀 제조장치는, 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면 상기 전극셀 제조 공정을 중단시키는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 전극셀 제조장치는, 작업자의 명령을 입력받는 입력 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 전극셀 제조 공정이 중단된 상태에서, 상기 입력 인터페이스를 통해 체크 명령이 입력되고 상기 복수개의 서브 비전센서에서 감지된 얼라인먼트가 정상이면, 상기 전극셀 제조장치를 작동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 전극롤이 장착되고 상기 전극롤을 언와인딩하여 전극 시트를 권출하는 전극 언와인더; 상기 전극 시트의 얼라인먼트를 감지하는 전극 비전센서; 분리막롤이 장착되고 상기 분리막롤을 언와인딩하여 분리막 시트를 권출하는 분리막 언와인더; 상기 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 분리막 비전센서; 상기 전극 시트를 기설정된 간격으로 커팅하여, 상기 분리막 시트의 길이 방향으로 일정 간격만큼 서로 이격된 복수개의 전극을 형성하는 전극 커터; 상기 전극과 상기 분리막 시트를 압연시키는 압연 장치; 상기 압연 장치에 의해 상기 분리막 시트에 압연된 상기 전극의 얼라인먼트를 감지하는 중간 비전센서; 상기 전극과 상기 분리막 시트가 압연된 상태에서 상기 분리막 시트를 커팅하여 전극셀을 형성하는 분리막 커터; 및 상기 전극셀을 검사하는 엔드 비전센서를 포함할 수 있다.
상기 전극셀 제조장치는, 전극셀 제조 공정 중에 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면, 상기 전극 비전센서, 분리막 비전센서 및 중간 비전센서 중 얼라인먼트 이상이 감지되는 이상 감지센서의 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
상기 전극셀 제조장치는, 전극셀 제조 공정 중에 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면, 상기 전극셀 제조 공정을 정지시키는 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 언와인더는, 상기 분리막 시트와 나란한 방향으로 전극 시트를 권출하는 제1전극 언와인더; 및 상기 분리막 시트에 대해 비스듬한 방향으로 전극 시트를 권출하는 제2전극 언와인더를 포함할 수 있다. 상기 전극 비전센서는, 상기 제1전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하는 제1전극 비전센서; 및 상기 제2전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하며, 상기 제2전극 언와인더에서 권출된 전극 시트의 길이 방향에 대해 서로 이격된 복수개의 제2전극 비전센서를 포함할 수 있다.
상기 전극 언와인더는, 상기 분리막 시트에 대해 비스듬한 방향으로 전극 시트를 권출하고, 상기 제1전극 언와인더에서 권출된 전극 시트에 대해 상기 제2전극 언와인더의 반대편에 위치한 제3전극 언와인더를 더 포함할 수 있다. 상기 전극 비전센서는, 상기 제3전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하며, 상기 제3전극 언와인더에서 권출된 전극 시트의 길이 방향에 대해 서로 이격된 복수개의 제3전극 비전센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 엔드 비전센서는 전극셀 제조 공정 중에 실시간 또는 기설정된 주기로 전극셀을 검사할 수 있다. 이로써, 전극셀의 품질을 균일하게 유지할 수 있다.
또한, 전극셀 제조 공정 중에 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 전극셀 제조공정을 중단시키고 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보가 출력될 수 있다. 이로써, 작업자는 전극셀 제조공정 중 어느 위치에서 얼라인먼트 이상이 발생하였는지를 곧바로 파악할 수 있고, 신속하게 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있다. 따라서, 전극셀 제조 공정의 비가동 로스가 줄어들 수 있다.
또한, 얼라인먼트의 감지는 수동이 아닌 서브 비전센서에 의해 자동으로 이뤄질 수 있다. 이로써, 작업자의 숙련도 등과 같은 개인 편차에 따라 전극셀의 품질이 달라지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 분리막 시트 및 전극 시트의 얼라인먼트뿐만 아니라, 중간 비전센서에 의해 분리막 시트에 압연된 복수개의 전극의 얼라인먼트도 감지할 수 있다.
또한, 전극셀 제조공정이 중단된 상태에서 체크 명령이 입력되고 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트가 정상이면 전극셀 제조공정이 개시될 수 있다. 이로써 작업자의 전극 연결 작업 또는 분리막 연결 작업에 의해 발생 가능한 얼라인먼트 이상을 곧바로 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극 비전센서의 얼라인먼트 감지 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 엔드 비전센서의 얼라인먼트 감지 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 블록도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 분리막 시트(1) 및 전극 시트(2)를 적층 및 커팅하여 전극셀(4)을 제조할 수 있다.
좀 더 상세히, 전극셀 제조장치는, 분리막 언와인더(10)와, 전극 언와인더(20)와, 전극 커터(30)와, 분리막 커터(40)와, 압연 장치(50)를 포함할 수 있다.
분리막 언와인더(10)에는 분리막 시트(1)가 권취된 분리막 롤이 장착될 수 있다. 분리막 언와인더(10)는 상기 분리막 롤을 언와인딩하여 분리막 시트(1)를 권출할 수 있다. 예를 들어, 분리막 언와인더(10)는 상기 분리막 롤이 장착되는 롤러와, 상기 롤러를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
분리막 언와인더(10)는 서로 나란한 한 쌍의 분리막(1)을 권출하는 한 쌍이 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 분리막 언와인더(10)는, 일 분리막(1)을 권출하는 제1분리막 언와인더(11)와, 상기 일 분리막(1)과 나란한 타 분리막(1)을 권출하는 제2분리막 언와인더(12)를 포함할 수 있다.
전극 언와인더(20)에는 전극 시트(2)가 권취된 전극 롤이 장착될 수 있다. 전극 언와인더(20)는 상기 전극 롤을 언와인딩하여 전극 시트(2)를 권출할 수 있다. 예를 들어, 전극 언와인더(20)는 상기 전극 롤이 장착되는 롤러와, 상기 롤러를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
전극 언와인더(20)는 복수개가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 전극 언와인더(20)는 한 쌍의 분리막 시트(1) 사이로 전극 시트(2)를 권출하는 제1전극 언와인더(21)와, 일 분리막(1)의 외면(예를 들어, 상면)을 향해 전극 시트(2)를 권출하는 제2전극 언와인더(22)와, 타 분리막(1)의 외면(예를 들어, 저면)을 향해 전극 시트(2)를 권출하는 제3전극 언와인더(23)를 포함할 수 있다.
제1전극 언와인더(21)에서 권출된 전극 시트(2)에 대해, 제2전극 언와인더(22)와 제3전극 언와인더(23)는 서로 반대편에 위치할 수 있다.
따라서, 제1전극 언와인더(21)에서 권출되는 전극 시트(2)는 분리막 시트(1)와 나란한 방향으로 연장될 수 있다. 반면, 제2전극 언와인더(22) 및 제3전극 언와인더(23)에서 권출되는 전극 시트(2)는 분리막 시트(1)에 대해 비스듬한 방향으로 연장될 수 있다.
전극 커터(30)는 전극 시트(2)를 기설정된 간격으로 커팅하여 전극(3)을 형성할 수 있다.
전극 커터(30)는, 복수개의 전극 언와인더(20)에서 권출된 전극 시트(2)를 커팅하는 복수개가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 전극 커터(30)는 제1전극 언와인더(21)에서 권출된 전극 시트(2)를 커팅하는 제1전극 커터(31)와, 제2전극 언와인더(22)에서 권출된 전극 시트(2)를 커팅하는 제2전극 커터(32)와, 제3전극 언와인더(23)에서 권출된 전극 시트(2)를 커팅하는 제3전극 커터(33)를 포함할 수 있다.
각 전극 커터(30)에 의해 형성된 복수개의 전극(3)은, 분리막 시트(1)의 길이 방향으로 일정 간격만큼 서로 이격되게 배치될 수 있다.
제1전극 커터(31)에 의해 형성된 복수개의 전극(3)은 한 쌍의 분리막 시트(1)의 사이에 위치하고, 제2전극 커터(32)에 의해 형성된 복수개의 전극(3)은 일 분리막(1)의 외면(예를 들어, 상면)에 위치하고, 제3전극 커터(33)에 의해 형성된 복수개의 전극(3)은 타 분리막(1)의 외면(예를 들어, 저면)에 위치할 수 있다. 이로써, 전극(3)과 분리막 시트(2)가 번갈아 적층될 수 있다.
압연 장치(50)는, 전극(3)과 분리막 시트(2)를 서로 압연(라미네이션)시킬 수 있다. 즉, 전극(3)은 분리막 시트(2)에 접합될 수 있다.
예를 들어, 압연 장치(50)는 전극(3) 및 분리막 시트(2)를 사이에 두고 이격된 한 쌍의 히터 및 한 쌍의 롤러를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 한 쌍의 롤러는, 전극(3) 및 분리막 시트(2)의 이동 방향에 대해 상기 한 쌍의 롤러의 이후에 위치할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 한 쌍의 롤러에 히터가 구비되는 것도 가능함은 물론이다.
분리막 커터(40)는, 전극(3)과 분리막 시트(2)가 압연된 상태에서 분리막 시트(2)를 커팅하여 전극셀(4)을 형성할 수 있다.
좀 더 상세히, 분리막 커터(40)는, 전극(3) 및 분리막 시트(2)의 이동 방향에 대해 압연 장치(50)의 이후에 위치할 수 있고, 분리막 시트(2) 중에서 복수개의 전극(3)의 사이 영역을 커팅할 수 있다.
이로써, 전극셀(4)은 전극과 분리막이 교대로 적층된 구성을 가질 수 있다. 이처럼 분리막 언와인더(10)와, 전극 언와인더(20)와, 전극 커터(30)와, 압연 장치(50)와, 분리막 커터(40)에 의해 전극셀(4)을 형성하는 일련의 과정을 전극셀 제조공정으로 명명할 수 있다.
상기 전극셀 제조공정에 의해 형성된 전극셀(4)은 메거진(M)에 적층될 수 있다. 다만, 전극셀 제조공정에서 분리막 시트(1)나, 전극 시트(2)나, 전극(3)의 얼라인먼트(alignment)가 틀어지면, 기설정된 패스 라인(path line)을 벗어나게 되어 전극셀(4)의 품질이 하락할 수 있고, 메거진(M)에 대해 적재 불량이 발생할 수 있다.
따라서, 분리막 시트(1)나, 전극 시트(2)나, 전극(3)의 얼라인먼트(alignment)가 틀어지는지 여부를 감시할 필요성이 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 및 엔드 비전센서(90)를 포함할 수 있다. 엔드 비전센서(90)는 메인 비전센서로 명명될 수 있다.
복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 및 엔드 비전센서(90)는 카메라를 포함할 수 있다.
복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)는, 분리막 시트(1), 전극 시트(2) 및 전극(3)의 이동 방향에 대해 분리막 커터(40)의 이전에 위치할 수 있다.
좀 더 상세히, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)는, 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 분리막 비전센서(60)와, 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지하는 전극 비전센서(70)와, 분리막 시트(2)에 압연된 전극(3)의 얼라인먼트를 감지하는 중간 비전센서(80)를 포함할 수 있다.
분리막 비전센서(60)는, 분리막 언와인더(10)에서 권출된 분리막 시트(1)를 향할 수 있고, 상기 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지할 수 있다. 분리막 비전센서(60)는, 분리막 시트(2)의 이동 방향에 대해, 분리막 시트(2)에 전극(3)이 배치되는 지점보다 이전에 위치할 수 있다.
분리막 비전센서(60)는, 각 분리막 언와인더(10)에서 권출된 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 복수개가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 분리막 비전센서(60)는, 제1분리막 언와인더(11)에서 권출된 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 제1분리막 비전센서(61)와, 제2분리막 언와인더(12)에서 권출된 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 제2분리막 비전센서(62)를 포함할 수 있다.
전극 비전센서(70)는, 전극 언와인더(20)에서 권출된 전극 시트(2)를 향할 수 있고, 상기 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지할 수 있다. 전극 비전센서(70)는, 전극 시트(2)의 이동 방향에 대해, 전극 커터(30)의 이전에 위치할 수 있다.
전극 비전센서(70)는, 각 전극 언와인더(20)에서 권출된 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지하는 복수개가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 전극 비전센서(70)는, 제1전극 언와인더(21)에서 권출된 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지하는 제1전극 비전센서(71)와, 제2전극 언와인더(22)에서 권출된 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지하는 제2전극 비전센서(72)와, 제3전극 언와인더(23)에서 권출된 전극 시트(2)의 얼라인먼트를 감지하는 제3전극 비전센서(73)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2전극 언와인더(22) 및 제3전극 언와인더(23)에서 권출되는 전극 시트(2)는 분리막 시트(1)에 대해 비스듬한 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 제2전극 언와인더(22) 및 제3전극 언와인더(23)에서 권출되는 전극 시트(2)는, 제1전극 언와인더(22)에서 권출되는 전극 시트(2)보다 길이가 길어질 수 있으며 얼라인먼트가 틀어질 위험이 더 클 수 있다.
따라서, 제2전극 비전센서(72) 및 제3전극 비전센서(73)는, 전극 시트(2)의 길이 방향으로 서로 이격된 복수개가 구비될 수 있다.
예를 들어, 어느 하나의 제2전극 비전센서(72)는 제2전극 언와인더(22)에 인접하게 배치되고, 다른 하나의 제2전극 비전센서(72)는 제2전극 커터(32)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 어느 하나의 제3전극 비전센서(73)는 제3전극 언와인더(23)에 인접하게 배치되고, 다른 하나의 제3전극 비전센서(73)는 제3전극 커터(33)에 인접하게 배치될 수 있다.
중간 비전센서(80)는, 분리막 시트(2) 및 전극(3)의 이동 방향에 대해, 압연 장치(50)와 분리막 커터(40)의 사이에 위치할 수 있다.
중간 비전센서(80)는, 압연 장치(50)를 통과하며 분리막 시트(2)에 압연된 전극(3)을 향하며, 상기 전극(3)의 얼라인먼트를 감지할 수 있다. 중간 비전센서(80)가 전극(3)의 얼라이언트뿐만 아니라, 상기 전극(3)이 압연된 분리막 시트(2)의 얼라인먼트도 감지하는 것도 가능함은 물론이다.
엔드 비전센서(90)는 전극셀(4)을 향하며, 상기 전극셀(4)을 검사할 수 있다. 이하에서는 엔드 비전센서(90)는 전극셀(4)의 얼라인먼트를 감지하는 경우를 예로 들어 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.
엔드 비전센서(90)는 전극셀(4)의 이동 방향으로 분리막 커터(40)의 이후에 위치할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전극 비전센서의 얼라인먼트 감지 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
전극 언와인더(20)에 장착된 기존의 전극롤(2)이 전부 권출되면, 작업자는 전극 언와인더(20)에 새로운 전극롤을 장착하고, 기존의 전극롤이 언와인딩된 기존 전극 시트(2a)와 새로운 전극롤이 언와인딩된 새로운 전극 시트(2b)를 서로 연결시킬 수 있다. 즉, 작업자는 전극 시트(2)의 연결 작업을 수행할 수 있다.
이 경우, 전극 비전센서(70)는 기존 전극 시트(2a)와 새로운 전극 시트(2b) 사이의 폭 방향 단차(g)를 측정할 수 있고, 상기 단차(g)가 기설정된 범위를 벗어나면 얼라인먼트 이상으로 판정할 수 있다.
또한, 전극 비전센서(70)는 전극 시트(2)의 길이 방향으로 연장된 가상 라인(L)을 설정하고, 전극 시트(2)의 가장자리 또는 전극 시트(2)에 표시된 얼라인먼트 마크(미도시)를 상기 가상 라인(L)과 비교할 수 있다. 전극 비전센서(70)는, 전극 시트(2)의 가장자리 또는 얼라인먼트 마크가 상기 가상 라인(L)에 대해 기설정된 범위 이상으로 벗어나거나 틀어지면, 전극 시트(2)의 얼라인먼트 이상으로 판정할 수 있다.
이로부터, 당업자는 분리막 시트(1)에 대한 분리막 비전센서(60)의 얼라인먼트 감지 방법에 대해서도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 엔드 비전센서의 얼라인먼트 감지 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
엔드 비전센서(90)는 전극셀(4)의 이동 방향으로 연장된 가상 라인(L)을 설정하고, 전극셀(4)의 가장자리 또는 전극셀(4)에 표시된 얼라인먼트 마크(미도시)를 상기 가상 라인(L)과 비교할 수 있다. 엔드 비전센서(90)는, 전극 셀(4)의 가장자리 또는 얼라인먼트 마크가 상기 가상 라인(L)에 대해 기설정된 범위 이상으로 벗어나거나 틀어지면, 전극셀(4)의 얼라인먼트 이상으로 판정할 수 있다.
이로부터, 당업자는 전극(3)에 대한 중간 비전센서(80)의 얼라인먼트 감지 방법에 대해서도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치는, 컨트롤러(100)와, 입력 인터페이스(110)와, 출력 인터페이스(120)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
컨트롤러(100)는 서브 비전센서(60)(70)(80) 및 엔드 비전센서(90)와 통신하여, 각 비전센서(60)(70)(80)(90)의 동작을 제어하고 각 비전센서(60)(70)(80)(90)에서 감지된 영상정보를 전달받을 수 있다.
또한, 컨트롤러(100)는 분리막 언와인더(10)와, 전극 언와인더(20)와, 전극 커터(30)와, 분리막 커터(40)와, 압연 장치(50)의 작동을 제어할 수 있다.
입력 인터페이스(110)는 사용자의 명령을 입력받을 수 있으며, 그 구성은 한정되지 않는다. 예를 들어, 입력 인터페이스(110)는 버튼, 스위치, 놉(knob), 마이크, 터치 스크린, 키보드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
출력 인터페이스(120)는 전극셀 제조장치와 관련된 정보를 출력하며, 그 구성은 한정되지 않는다. 예를 들어, 출력 인터페이스(120)는 디스플레이 또는 스피커 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력 인터페이스(110) 및 출력 인터페이스(120)는 컨트롤러(100)와 통신할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(100)는 입력 인터페이스(110)를 통해 입력된 명령을 전달받을 수 있고, 전극셀 제조장치와 관련된 정보를 출력 인터페이스(120)로 출력할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 전극셀 제조공정이 수행되는 동안 전극셀(4)을 실시간 또는 기설정된 주기로 검사하는 제1감지 단계(S10)를 포함할 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 전극셀 제조공정을 수행하고 엔드 비전센서(90)를 작동시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(100)는 분리막 언와인더(10), 전극 언와인더(20), 전극 커터(30), 분리막 커터(40) 및 압연 장치(50)를 작동시킬 수 있고, 이로 인해 제조되는 전극셀(4)이 제조될 수 있다. 컨트롤러(100)는, 전극셀 제조공정이 수행되는 동안 엔드 비전센서(90)가 실시간 또는 기설정된 주기로 전극셀을 검사하도록 비전센서(90)를 제어할 수 있다.
또한, 제1감지 단계(S10) 시, 컨트롤러(100)는 서브 비전센서(60)(70)(80)를 비활성화시킬 수 있다. 이는, 서브 비전센서(60)(70)(80)에서 얼라인먼트 이상이 감지되지 않아야 전극셀 제조공정이 개시되기 때문이다. 즉, 이미 전극셀 제조공정이 수행중이라면 분리막 시트(1), 전극 시트(2) 및 복수개의 전극(3)의 얼라인먼트가 유지된 상태일 가능성이 높다. 이로써, 제1감지 단계(S10)의 제어가 간소화되는 이점이 있다.
전극셀 제조장치의 제어 방법은, 전극 시트(2) 및 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 제2감지 단계(S20)를 포함할 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 엔드 비전센서(90)에서 얼라인먼트 이상이 감지되면 전극셀 제조공정을 중단시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(100)는 분리막 언와인더(10), 전극 언와인더(20), 전극 커터(30), 분리막 커터(40) 및 압연 장치(50)를 작동 중단시킬 수 있고, 이로 인해 분리막 시트(1), 전극 시트(2), 복수개의 전극(3)의 이동이 중단되고 전극셀(4)이 제조가 중단될 수 있다.
이러한 상태에서, 컨트롤러(100)는 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)를 활성화시킬 수 있다. 즉, 상기 제2감지 단계(S20)는, 상기 제1감지 단계(S10)에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면 실시될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(100)는 전극셀(4)에 문제를 야기시킨 얼라인먼트 이상이 전극셀 제조공정 중 어느 위치에서 발생하였는지를 자동으로 판정할 수 있다.
전극셀 제조장치의 제어 방법은, 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력하는 출력 단계(S30)를 포함할 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 중 얼라인먼트 이상을 감지한 서브 비전센서(60)(70)(80)를 이상 센서로 지정할 수 있고, 출력 인터페이스(120)에 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력할 수 있다. 상기 위치 정보는, 상기 이상 센서의 인식 정보 또는 상기 이상 센서의 감지 대상물 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
출력 단계(S30)에 의해, 작업자는 출력 인터페이스(120)에 출력된 위치 정보를 통해 분리막 시트(1), 전극 시트(2) 및 전극(3) 중 어느 것의 어느 위치에 얼라인먼트 이상이 발생하였는지를 곧바로 파악할 수 있고, 얼라인먼트 이상을 해소하기 위한 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있다(S50).
따라서, 작업자가 신속하게 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있으므로, 전극셀 제조 공정의 비가동 로스(loss)를 줄일 수 있다.
전극셀 제조장치의 제어 방법은, 전극셀 제조공정이 중단된 상태에서 체크 명령이 입력되면(S60), 전극 시트(2) 및 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 체크 단계(S70)를 포함할 수 있다.
작업자는, 캘리브레이션(calibration)을 수행(S50)한 후, 전극셀 제조 공정의 재가동 전에 입력 인터페이스(110)를 통해 체크 명령을 입력하여(S60), 분리막 시트(1), 전극 시트(2) 및 복수개 전극(3)의 얼라인먼트를 점검하는 체크 단계(S70)를 실시할 수 있다.
좀 더 상세히, 전극셀 제조공정이 중단된 상태에서 입력 인터페이스(110)를 통해 체크 명령이 입력되면, 컨트롤러(100)는 복수개의 서브 비전센서(70)(80)(90)를 작동시킬 수 있다.
또한, 전극셀 제조공정이 중단된 상태에서 입력 인터페이스(110)를 통해 전극셀 제조 공정의 개시 명령이 입력되더라도, 컨트롤러(100)는 전극셀 제조 공정을 개시하기 전에 자동으로 복수개의 서브 비전센서(70)(80)(90)를 작동시킬 수 있다.
이로써, 전극셀 제조 공정이 개시되기 전에 분리막 시트(1) 및 전극 시트(2)의 얼라인먼트가 정상인 상태인지 여부를 체크할 수 있다.
만일 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 중 적어도 하나에서 얼라인먼트 이상이 감지되면, 앞서 설명한 출력 단계(S40)와 마찬가지로, 컨트롤러(100)는 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 중 얼라인먼트 이상을 감지한 서브 비전센서(60)(70)(80)를 이상 센서로 지정할 수 있고, 출력 인터페이스(120)에 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력할 수 있다(S80)(S90). 이 경우, 작업자는 얼라인먼트 이상을 해소하기 위한 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있고, 이후 입력 인터페이스(110)를 통해 체크 명령을 재입력함으로써 체크 단계(S70)가 다시 실시될 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에는 체크 단계(S70)가 출력 단계(S30) 이후에 실시되는 경우가 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일례로, 전극 언와인더(20)에 장착된 기존의 전극롤이 전부 권출되면, 전극셀 제조공정은 자동으로 중단되거나, 작업자가 입력 인터페이스를 통해 전극셀 제조공정을 중단시킬 수 있다. 이 경우, 작업자는 전극 언와인더(20)에 새로운 전극롤을 장착하고, 기존의 전극롤이 언와인딩된 기존 전극 시트(2a)(도 2 참조)와 새로운 전극롤이 언와인딩된 새로운 전극 시트(2b)를 서로 연결하는 전극 연결작업을 수행할 수 있다. 상기 체크 단계(S70)는 그 이후에 실시될 수 있다.
다른 예로, 분리막 언와인더(10)에 장착된 기존의 분리막 롤이 전부 권출되면, 전극셀 제조공정은 자동으로 중단되거나, 작업자가 입력 인터페이스를 통해 전극셀 제조공정을 중단시킬 수 있다. 이 경우, 작업자는 분리막 언와인더(10)에 새로운 분리막 롤을 장착하고, 기존의 분리막 롤이 언와인딩된 기존 분리막 시트와 새로운 분리막 롤이 언와인딩된 새로운 분리막 시트를 서로 연결하는 분리막 연결작업을 수행할 수 있다. 상기 체크 단계(S70)는 그 이후에 실시될 수 있다.
전극셀 제조장치의 제어 방법은, 상기 체크 단계(S70)에서 전극 시트(1) 및 분리막 시트(2)의 얼라인먼트가 정상이면(S80) 전극셀 제조공정을 개시하는 작동 개시 단계(S100)를 포함할 수 있다.
좀 더 상세히, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80) 전부에서 얼라인먼트 이상이 감지되지 않으면, 컨트롤러(100)는 분리막 언와인더(10), 전극 언와인더(20), 전극 커터(30), 분리막 커터(40) 및 압연 장치(50)를 작동시킬 수 있고, 이로 인해 제조되는 전극셀(4)이 제조될 수 있다. 동시에, 컨트롤러(100)는 엔드 비전센서(90)를 활성화시킬 수 있다. 즉, 앞서 설명한 제1감지 단계(S10)가 실시될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 제2감지 단계(S20')를 제외하고는 앞서 설명한 내용과 동일하므로, 중복되는 내용은 원용하고 차이점을 중심으로 설명한다.
제2감지 단계(S20') 시, 컨트롤러(100)는 제1감지 단계(S10)에서 엔드 비전센서(90)에서 얼라인먼트 이상이 감지되면 전극셀 제조공정을 중단시킬 수 있다(S21). 즉, 컨트롤러(100)는 분리막 언와인더(10), 전극 언와인더(20), 전극 커터(30), 분리막 커터(40) 및 압연 장치(50)를 작동 중단시킬 수 있고, 이로 인해 분리막 시트(1), 전극 시트(2), 복수개의 전극(3)의 이동이 중단되고 전극셀(4)이 제조가 중단될 수 있다.
이러한 상태에서, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)는 기설정된 순서에 따라 작동되고, 일 서브 비전센서(60)(70)(80)에서 얼라인먼트 이상이 감지되면, 상기 일 비전센서(60)(70)(80)의 이후에 작동 예정인 타 비전센서(60)(70)(80)의 작동은 보류될 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)를 기설정된 순서에 따라 작동시킬 수 있다(S22). 예를 들어, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)의 개수가 M개(M은 3이상의 자연수)인 경우, 복수개의 서브 비전센서(60)(70)(80)는, 작동 순서에 따라 첫번째 서브 비전센서, 두번째 서브 비전센서...M번째 서브 비전센서로 지정될 수 있다.
컨트롤러(100)는, n번째(n은 M미만의 자연수) 서브 비전센서에서 얼라인먼트 이상이 감지되지 않으면, (n+1)번째 서브 비전센서를 작동시킬 수 있다.
반면, 컨트롤러(100)는, n번째 서브 비전센서에서 얼라인먼트 이상이 감지되면, (n+1)번째 서브 비전센서부터 M번째 서브 비전센서의 작동을 보류하고 출력 단계(S30)를 실시할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(100)는 상기 n번째 서브 비전센서를 이상 센서로 지정하고 출력 인터페이스(120)에 상기 이상 센서의 인식 정보 또는 상기 이상 센서의 감지 대상물 정보 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.
이로써, 제2감지 단계(S20')의 제어가 더욱 효율적으로 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법이 도시된 순서도이다.
이하, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 원용하고 차이점을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 전극셀 제조장치의 제어 방법은, 엔드 비전센서(90)에서 이상이 감지되는지 여부와 무관하게 제2감지 단계(S20")를 실시할 수 있다. 좀 더 상세히, 전극 시트(2) 및 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하는 제2감지 단계(S20")는, 전극셀 제조 공정이 수행되는 동안 제1감지 단계(S10)와 함께 실시될 수 있다. 도 8에는 제1감지 단계와 제2감지 단계가 순차적으로 실시되는 것으로 도시되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제2감지 단계(S20")는, 전극셀 제조공정이 수행되는 동안 실시간 또는 기설정된 주기로 실시될 수 있다.
좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 전극셀 제조공정을 수행하면서 엔드 비전센서(90) 및 서브 비전센서(60)(70)(80)를 작동시킬 수 있다.
그리고, 엔드 비전 센서(90)에서 전극셀의 이상이 감지되면 출력 단계(S30")가 실시될 수 있다. 좀 더 상세히, 컨트롤러(100)는 엔드 비전센서(90)에서 얼라인먼트 이상이 감지되면 전극셀 제조공정을 중단시킬 수 있고, 제2감지 단계(S20")에서 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력할 수 있다.
출력 단계(S30)에 의해, 작업자는 출력 인터페이스(120)에 출력된 위치 정보를 통해 분리막 시트(1), 전극 시트(2) 및 전극(3) 중 어느 것의 어느 위치에 얼라인먼트 이상이 발생하였는지를 곧바로 파악할 수 있고, 얼라인먼트 이상을 해소하기 위한 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있다.
본 실시예의 경우, 복수개의 서브 센서(60)(70)(80)에서 미리 전극 시트(2) 및 분리막 시트(1)의 얼라인먼트를 감지하고 있으므로, 엔드 비전센서(90)에서 이상이 감지된 경우에 출력 단계(S30")가 신속하게 실시될 수 있는 이점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 분리막 언와인더 20: 전극 언와인더
30: 전극 커터 40: 분리막 커터
50: 압연 장치 60: 분리막 비전센서
70: 전극 비전센서 80: 중간 비전센서
90: 엔드 비전센서 100: 컨트롤러
110: 입력 인터페이스 120: 출력 인터페이스

Claims (15)

  1. 분리막 시트 및 전극 시트를 적층 및 커팅하여 전극셀을 제조하는 전극셀 제조장치의 제어 방법에 있어서,
    전극셀 제조공정이 수행되는 동안 상기 전극셀을 실시간 또는 기설정된 주기로 검사하는 제1감지 단계;
    상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 제2감지 단계; 및
    상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 제2감지 단계에서 얼라인먼트 이상이 감지된 위치 정보를 출력하는 출력 단계를 포함하는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2감지 단계는, 상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면 실시되는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1감지 단계에서 상기 전극셀의 이상이 감지되면, 상기 전극셀 제조 공정이 중단되는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2감지 단계를 수행하는 복수개의 서브 비전센서는,
    분리막 언와인더에서 권출된 상기 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 분리막 비전센서;
    전극 언와인더에서 권출된 상기 전극 시트의 얼라인먼트를 감지하는 전극 비전센서; 및
    상기 전극 시트가 커팅되어 상기 분리막 시트에 접합된 전극의 얼라인먼트를 감지하는 중간 비전센서를 포함하는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2감지 단계를 수행하는 복수개의 서브 비전센서는 기설정된 순서에 따라 작동되고,
    일 서브 비전센서에서 얼라인먼트 이상이 감지되면, 상기 일 서브 비전센서의 이후에 작동 예정인 타 서브 비전센서의 작동은 보류되는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1감지 단계를 수행하는 엔드 비전센서는,
    상기 분리막 시트의 이동 방향에 대해, 상기 분리막 시트를 커팅하는 분리막 커터의 이후에 배치된 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    전극셀 제조공정이 중단된 상태에서 체크 명령이 입력되면 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 체크 단계; 및
    상기 체크 단계에서 상기 전극 시트 및 분리막 시트의 얼라인먼트가 정상이면 상기 전극셀 제조공정을 개시하는 작동 개시 단계를 더 포함하는 전극셀 제조장치의 제어 방법.
  8. 분리막 시트 및 전극 시트를 적층 및 커팅하여 전극셀을 제조하는 전극셀 제조장치에 있어서,
    상기 전극 시트를 기설정된 간격으로 커팅하여, 상기 분리막 시트의 길이 방향으로 일정 간격만큼 서로 이격된 복수개의 전극을 형성하는 전극 커터;
    상기 분리막 시트, 전극 시트, 또는 상기 전극의 얼라인먼트를 감지하는 복수개의 서브 비전센서;
    상기 전극과 상기 분리막 시트를 압연시키는 압연 장치;
    상기 전극과 상기 분리막 시트가 압연된 상태에서 상기 분리막 시트를 커팅하여 상기 전극셀을 형성하는 분리막 커터;
    상기 전극셀을 검사하는 엔드 비전센서; 및
    상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면, 상기 복수개의 서브 비전센서 중 얼라인먼트 이상이 감지되는 이상 센서의 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 포함하는 전극셀 제조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면 상기 전극셀 제조 공정을 중단시키는 컨트롤러를 더 포함하는 전극셀 제조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    작업자의 명령을 입력받는 입력 인터페이스를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 전극셀 제조 공정이 중단된 상태에서, 상기 입력 인터페이스를 통해 체크 명령이 입력되고 상기 복수개의 서브 비전센서에서 감지된 얼라인먼트가 정상이면, 상기 전극셀 제조장치를 작동시키는 전극셀 제조장치.
  11. 전극롤이 장착되고, 상기 전극롤을 언와인딩하여 전극 시트를 권출하는 전극 언와인더;
    상기 전극 시트의 얼라인먼트를 감지하는 전극 비전센서;
    분리막롤이 장착되고, 상기 분리막롤을 언와인딩하여 분리막 시트를 권출하는 분리막 언와인더;
    상기 분리막 시트의 얼라인먼트를 감지하는 분리막 비전센서;
    상기 전극 시트를 기설정된 간격으로 커팅하여, 상기 분리막 시트의 길이 방향으로 일정 간격만큼 서로 이격된 복수개의 전극을 형성하는 전극 커터;
    상기 전극과 상기 분리막 시트를 압연시키는 압연 장치;
    상기 압연 장치에 의해 상기 분리막 시트에 압연된 상기 전극의 얼라인먼트를 감지하는 중간 비전센서;
    상기 전극과 상기 분리막 시트가 압연된 상태에서 상기 분리막 시트를 커팅하여 전극셀을 형성하는 분리막 커터; 및
    상기 전극셀을 검사하는 엔드 비전센서를 포함하는 전극셀 제조장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    전극셀 제조 공정 중에 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면, 상기 전극 비전센서, 분리막 비전센서 및 중간 비전센서 중 얼라인먼트 이상이 감지되는 이상 감지센서의 정보를 출력하는 출력 인터페이스를 더 포함하는 전극셀 제조장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    전극셀 제조 공정 중에 상기 엔드 비전센서에서 이상이 감지되면, 상기 전극셀 제조 공정을 정지시키는 컨트롤러를 더 포함하는 전극셀 제조장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극 언와인더는,
    상기 분리막 시트와 나란한 방향으로 전극 시트를 권출하는 제1전극 언와인더; 및
    상기 분리막 시트에 대해 비스듬한 방향으로 전극 시트를 권출하는 제2전극 언와인더를 포함하고,
    상기 전극 비전센서는,
    상기 제1전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하는 제1전극 비전센서; 및
    상기 제2전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하며, 상기 제2전극 언와인더에서 권출된 전극 시트의 길이 방향에 대해 서로 이격된 복수개의 제2전극 비전센서를 포함하는 전극셀 제조장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전극 언와인더는,
    상기 분리막 시트에 대해 비스듬한 방향으로 전극 시트를 권출하고, 상기 제1전극 언와인더에서 권출된 전극 시트에 대해 상기 제2전극 언와인더의 반대편에 위치한 제3전극 언와인더를 더 포함하고,
    상기 전극 비전센서는,
    상기 제3전극 언와인더에서 권출된 전극 시트를 향하며, 상기 제3전극 언와인더에서 권출된 전극 시트의 길이 방향에 대해 서로 이격된 복수개의 제3전극 비전센서를 더 포함하는 전극셀 제조장치.
PCT/KR2022/000089 2021-01-08 2022-01-04 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법 WO2022149830A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22736807.3A EP4213256A1 (en) 2021-01-08 2022-01-04 Electrode cell manufacturing apparatus and control method therefor
US18/035,453 US20230411669A1 (en) 2021-01-08 2022-01-04 Apparatus for Manufacturing Electrode Cell and Method for Controlling the Same
CN202280007102.9A CN116349045A (zh) 2021-01-08 2022-01-04 电极单元制造设备及其控制方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0002901 2021-01-08
KR20210002901 2021-01-08
KR1020210184362A KR20220100508A (ko) 2021-01-08 2021-12-21 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법
KR10-2021-0184362 2021-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022149830A1 true WO2022149830A1 (ko) 2022-07-14

Family

ID=82358044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/000089 WO2022149830A1 (ko) 2021-01-08 2022-01-04 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230411669A1 (ko)
EP (1) EP4213256A1 (ko)
CN (1) CN116349045A (ko)
WO (1) WO2022149830A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100113111A (ko) * 2008-01-11 2010-10-20 도요타지도샤가부시키가이샤 전극 권취 장치 및 전극 권취 방법
KR101507015B1 (ko) * 2012-05-04 2015-03-31 주식회사 엘지화학 바이셀의 제조방법
CN110168791A (zh) * 2016-12-21 2019-08-23 株式会社村田制作所 电极叠层体的制造装置
KR20190113907A (ko) * 2017-02-27 2019-10-08 가부시키가이샤 인비젼 에이이에스씨 재팬 모노 셀의 제조 방법
KR20200109042A (ko) * 2019-03-12 2020-09-22 주식회사 엘지화학 이차전지용 라미네이션장치 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100113111A (ko) * 2008-01-11 2010-10-20 도요타지도샤가부시키가이샤 전극 권취 장치 및 전극 권취 방법
KR101507015B1 (ko) * 2012-05-04 2015-03-31 주식회사 엘지화학 바이셀의 제조방법
CN110168791A (zh) * 2016-12-21 2019-08-23 株式会社村田制作所 电极叠层体的制造装置
KR20190113907A (ko) * 2017-02-27 2019-10-08 가부시키가이샤 인비젼 에이이에스씨 재팬 모노 셀의 제조 방법
KR20200109042A (ko) * 2019-03-12 2020-09-22 주식회사 엘지화학 이차전지용 라미네이션장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP4213256A1 (en) 2023-07-19
CN116349045A (zh) 2023-06-27
US20230411669A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021241960A1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조장치
WO2020213846A1 (ko) 와전류를 이용한 전지셀 내부의 균열 검사 방법 및 검사 장치
KR20220100508A (ko) 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법
WO2014209054A1 (ko) 세퍼레이터 절단공정을 포함하는 전극조립체의 제조방법
WO2020130184A1 (ko) 이차전지의 셀 스택 제조장치
WO2018021590A1 (ko) 셀적층 및 열압착 장치, 및 셀적층 및 열압착 방법
WO2022019599A1 (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
WO2022149830A1 (ko) 전극셀 제조장치 및 그 제어 방법
WO2022169237A1 (ko) 가압력 조절이 가능한 가압롤을 포함하는 라미네이션 장치 및 이를 이용하여 제조된 전극조립체
WO2022014753A1 (ko) 이차전지 스텍킹 장비
WO2023101279A1 (ko) 지그재그 스태킹 장치
WO2021096068A1 (ko) 이차 전지 제조용 전극 자동공급 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법
WO2021015575A1 (ko) 연료전지용 분리판의 제조 설비 및 제조 방법
WO2020231149A1 (ko) 전극 조립체 제조장치와, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
WO2023033573A1 (ko) 전극 연결원인 판정시스템 및 이를 이용한 롤맵 생성시스템
WO2023054960A1 (ko) 핀홀 검출장치
WO2018101725A1 (ko) 세정 롤이 구비되어 있는 전지셀 제조용 보호 필름의 세정 장치
WO2022108080A1 (ko) 이차 전지 및 이의 제조 방법
KR20200058956A (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
WO2018004185A1 (ko) 이차 전지용 스택 장치, 이를 이용한 스택 방법 및 이에 따른 이차 전지
WO2023158173A1 (ko) 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법
WO2020231186A1 (ko) 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
WO2022169238A1 (ko) 라미네이션 장치 및 라미네이션 장치의 불량 전극 셀 조립체 배출방법
WO2022235011A1 (ko) 이차전지용 복합 고체전해질 분리막 제조장치
WO2023003247A1 (ko) 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22736807

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022736807

Country of ref document: EP

Effective date: 20230414

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE