WO2022220402A1 - 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치 - Google Patents

원통형 이차전지의 리드탭 성형장치 Download PDF

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WO2022220402A1
WO2022220402A1 PCT/KR2022/003023 KR2022003023W WO2022220402A1 WO 2022220402 A1 WO2022220402 A1 WO 2022220402A1 KR 2022003023 W KR2022003023 W KR 2022003023W WO 2022220402 A1 WO2022220402 A1 WO 2022220402A1
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WO
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jig
forming
lead
secondary battery
lead tab
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PCT/KR2022/003023
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English (en)
French (fr)
Inventor
김재희
나상원
Original Assignee
주식회사 디에이테크놀로지
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/02—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by pressing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
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    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/538—Connection of several leads or tabs of wound or folded electrode stacks
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    • 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
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    • 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

  • a first opening and a second opening are installed on the outside of the driving jig to move forward and backward, and a plurality of lead tabs are bent at a predetermined angle by the forming blade. It may further include a press unit for bending the lead tab at a right angle by pressing the lead tab.
  • the apparatus for forming a lead tab of a cylindrical secondary battery according to the present invention may further include a jig rotation unit for reciprocating the driving jig in a predetermined angle range.
  • FIG. 1 is a front view and a plan view showing the shape of an electrode assembly and a lead tab of a cylindrical secondary battery.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an apparatus for forming a lead tab of a cylindrical secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the lead tab forming apparatus shown in FIG. 1 .
  • FIG. 4 is a bottom perspective view of the lead tab forming apparatus shown in FIG. 1 .
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the lead tab forming apparatus shown in FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a plan view showing an operation example of the lead tab forming apparatus shown in FIG. 1 .
  • an electrode in which a plurality of lead tabs 2 are formed through a notching process on one edge is a cylindrical shape together with a separator.
  • the plurality of lead tabs 2 are primarily used in the axial direction of the electrode assembly 1 . It is configured to be bent and molded at a predetermined angle with respect to the , and then secondarily press the lead tab 2 to be bent and molded at a right angle to the axial direction of the electrode assembly 1 .
  • the jig base 110 is formed in a disk shape with a first opening 111 formed in the center, and a plurality of guide holes 112 extending obliquely at a predetermined angle with respect to the radial direction on one surface are arranged at regular intervals along the circumferential direction.
  • the guide hole 112 is for guiding the movement of the forming blade 130 , and each guide hole 112 is formed in the form of a straight slot oblique at a predetermined angle with respect to the radial direction.
  • the driving jig 120 can be manually rotated in a certain angular range by an operator, but differently from this, it is automatically fixed with respect to the jig base 110 by a jig rotation unit including a motor or a pneumatic cylinder and a power transmission mechanism. It may be configured to reciprocate in an angular range.
  • the jig rotation unit may be configured by applying a known rotational driving device, for example, the motor 161 and the driving gear 162 rotated by the motor 161 and the rotational force of the driving gear 162 . It can be configured by applying the driven gear 163 coupled to the driving jig 120 that is transmitted to the driving jig 120 .
  • the driving gear 162 and the driven gear 163 serve as a power transmission mechanism.
  • a pulley and a power transmission belt may be used without using a gear.
  • the jig rotation unit may be configured using a pneumatic cylinder and a link mechanism that converts the linear motion of the piston of the pneumatic cylinder into the rotational motion of the driving jig 120 without using a motor.
  • a circular ring-shaped jig cover 140 connecting the driving jig 120 to the jig rotating unit may be additionally installed on the upper portion of the driving jig 120 .
  • the forming blade 130 is arranged along the circumferential direction between the jig base 110 and the driving jig 120 , and the first opening 111 and the second opening 121 are formed by the rotation of the driving jig 120 .
  • the plurality of lead tabs 2 of the electrode assembly 1 are simultaneously pressed inward in a radial direction to form the electrode assembly 1 while being opened and closed in a radial direction from the inside.
  • the forming blade 130 has a triangular shape pointed inward in the radial direction, and one side disposed between the jig base 110 and the driving jig 120 is inserted into the guide hole 112 of the jig base 110 inside.
  • Two pin connection holes 130a and 130b to which the guided first connecting pin 131 and the guided second connecting pin 132 inserted into the operation hole 122 of the driving jig 120 are respectively connected. It is formed to penetrate vertically.
  • the second connecting pin 132 rotates under the guidance of the operation hole 122 .
  • the first connecting pin 131 is Guided by the guide hole 112
  • the plurality of forming blades 130 are rotated obliquely with respect to the radial direction in a state in which both sides are connected to each other.
  • the inner end of the forming blade 130 located in the inner space of the first opening 111 and the second opening 121 is formed with the first opening 111 and
  • the second opening 121 is radially widened or compressed inside the opening 121 .
  • a plurality of lead tabs 2 arranged in the circumferential direction at one end of the electrode assembly 1 are inserted into the first opening 111 and the second opening 121, and then the driving jig 120 is rotated.
  • the inner ends of the forming blade 130 are closed in the radial direction, the inner end of the forming blade 130 simultaneously presses the plurality of lead tabs 2 in the radial direction to be bent at a predetermined angle.
  • the lower surface of the forming blade 130 has both sides on the lower surface so that the lead tab 2 can be gently bent downward.
  • the forming guide portion 133 in a triangular shape that is inclined toward the tip and becomes thinner toward the end is formed.
  • the forming blade 130 has a downwardly inclined shape from the inner end to the outer end by the forming guide portion 133, and presses the lead tab 2 in the radial direction while also pressing the lead tab 2 downward. It can be gently bent downwards.
  • the lead tab 2 formed at one end of the electrode assembly 1 enters through the first opening 111 so that the lead tab 2 is formed with the forming blade 130 and to be aligned in the corresponding position.
  • the inner end of the forming blade 130 while rotating the plurality of forming blades 130 obliquely with respect to the radial direction. is compressed in the radial direction. Accordingly, the inner end of the forming blade 130 is pressed in the radial direction while simultaneously in contact with the plurality of lead tabs 2 arranged in an annular shape, and the lead tab 2 is in the axial direction of the electrode assembly 1 . bent at a certain angle.
  • the first opening 111 and the second opening 111 are formed from the outside of the driving jig 120 .
  • Axial direction of the electrode assembly 1 by moving the press unit 150 installed so as to be able to advance and retreat in and out of the two openings 121 and press the plurality of lead tabs 2 that are inclined at a certain angle.
  • the lead tab 2 is bent and molded at a right angle without bending or bending.
  • a plurality of lead tabs 2 arranged in an annular shape at one end of a cylindrical electrode assembly 1 are simultaneously pressed in a radial direction with a forming blade 130 to be bent at a certain angle and then formed. , since it can be bent at a right angle by pressing it with the press unit 150 , damage to the lead tab 2 does not occur in the process of bending and forming the lead tab 2 , and it can be quickly molded into an accurate shape.
  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to an apparatus for bending and molding a lead tab of a cylindrical secondary battery by bending at right angles a plurality of lead tabs protruding from one end of a jelly roll type electrode assembly. can be applied.

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Abstract

본 발명은 젤리롤 타입의 원통형 전극조립체의 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 이차전지를 제조함에 있어서, 복수의 리드탭을 전극조립체의 일단부에 직각으로 절곡하여 접는 과정에서 변형이나 손상없이 정확하게 복수의 리드탭을 동시에 직각으로 절곡하여 성형할 수 있는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치에 관한 것으로, 본 발명의 한 형태에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체에 대해 상기 복수의 리드탭을 전극조립체의 축방향에 대해 소정의 각도로 절곡 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치로서, 상기 전극조립체의 복수의 리드탭이 삽입되는 원형의 제1개구부가 개방되게 형성되어 있는 지그베이스; 상기 지그베이스에 대해 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 지그베이스의 제1개구부와 대응하는 제2개구부가 개방되게 형성되어 있는 구동지그; 및, 상기 지그베이스와 구동지그 사이에서 원주방향을 따라 배열되며, 상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 제1개구부 및 제2개구부의 내측에서 반경방향으로 벌어졌다 오므려지면서 상기 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압하는 복수의 포밍블레이드;를 포함할 수 있다.

Description

원통형 이차전지의 리드탭 성형장치
본 발명은 이차전지의 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원통형으로 된 젤리롤 타입 전극조립체의 일단부에 돌출된 복수의 리드탭을 직각으로 절곡하여 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 원통형 리튬 이차전지는 젤리 롤 형태의 전극조립체와, 전극조립체가 결합되는 원통 형태의 캔과, 캔 내측에 주입되어 리튬 이온의 이동이 가능하도록 하는 전해액과, 캔의 일측에 결합되어 전해액의 누액을 방지하고, 전극조립체의 이탈을 방지하는 캡 조립체 등으로 이루어져 있다. 그리고 전극조립체의 중앙부에는 젤리롤 형상의 전극조립체가 변형되지 않도록 센터핀이 더 설치될 수도 있다.
이러한 원통형 리튬 이차전지는 통상 그 용량이 2000~ 2400mA 정도이기 때문에, 주로 대용량의 전력이 필요한 노트 피씨(note PC), 디지털 카메라, 캠코더 등에 장착되고 있다. 일례로 이러한 원통형 리튬 이차전지는 다수개가 필요한 개수만큼 직병렬로 연결되고, 또한 보호회로가 장착된 채 소정 형태의 하드팩(hard pack)으로 조립되어 전자기기에 전원용으로 결합되어 이용된다.
또한, 이러한 원통형 리튬 이차전지의 제조 방법은 음극 활물질이 코팅된 음극판, 세퍼레이터 및 양극 활물질이 코팅된 양극판을 함께 적층한 후, 봉형태의 권취축에 일단을 결합한 후, 대략 원통 형태로 권취하여 전극조립체를 형성한다. 이어서, 전극조립체를 원통형 캔에 삽입한 후 전극조립체에 센터핀을 삽입한다. 이어서, 원통형 캔에 전해액을 주입하고, 캡조립체를 원통형 캔의 상부에 결합함으로써, 대략 원통 형태의 리튬 이차전지를 완성한다.
한편 전기차의 상용화를 위해서는 이차전지의 대용량 및 짧은 충전 시간이 관건이며, 이에 따라 도 1에 도시한 것과 같이 젤리롤 타입의 원통형 전극조립체(1)의 일단부에 복수의 리드탭(2)이 원주방향을 따라 배열되는 환형 리드탭 배열 구조가 개발되었다.
이와 같이 전극조립체의 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 돌출 배열된 구조를 갖는 원통형 이차전지는 전극조립체의 리드탭을 직각으로 절곡하여 캔 조립체 내부에 삽입하여 조립하게 되는데, 리드탭을 프레스 기기로 바로 눌러서 절곡하면 리드탭의 중간 부분이 꺽이거나 휘면서 불량이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 젤리롤 타입의 원통형 전극조립체의 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 이차전지를 제조함에 있어서, 복수의 리드탭을 전극조립체의 일단부에 직각으로 절곡하여 접는 과정에서 변형이나 손상없이 정확하게 복수의 리드탭을 동시에 직각으로 절곡하여 성형할 수 있는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체에 대해 상기 복수의 리드탭을 전극조립체의 축방향에 대해 소정의 각도로 절곡 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치로서, 상기 전극조립체의 복수의 리드탭이 삽입되는 원형의 제1개구부가 개방되게 형성되어 있는 지그베이스; 상기 지그베이스에 대해 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 지그베이스의 제1개구부와 대응하는 제2개구부가 개방되게 형성되어 있는 구동지그; 및, 상기 지그베이스와 구동지그 사이에서 원주방향을 따라 배열되며, 상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 제1개구부 및 제2개구부의 내측에서 반경방향으로 벌어졌다 오므려지면서 상기 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압하는 복수의 포밍블레이드;를 포함할 수 있다.
상기 지그베이스의 일면에 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬하게 연장되는 복수의 가이드홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되고, 상기 구동지그의 일면에 나선형으로 연장되는 복수의 작동홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되며, 상기 포밍블레이드에 상기 지그베이스의 가이드홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제1컨넥팅핀과, 상기 구동지그의 작동홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제2컨넥팅핀이 설치되어, 상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 상기 제1컨넥팅핀과 제2컨넥팅핀이 각각 가이드홀 및 작동홀의 안내를 받으면서 반경방향에 대해 비스듬하게 이동하면서 서로 벌어졌다 오므려지는 운동을 하여 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압할 수 있도록 구성된다.
상기 포밍블레이드는 반경방향 내측으로 뾰족한 삼각형 형태를 가지며, 복수의 포밍블레이드 각각의 양측면은 서로 인접하고 있는 다른 포밍블레이드의 양측면과 서로 접촉하여 슬라이딩하면서 제1개구부 및 제2개구부의 반경방향으로 오므려지거나 벌어질 수 있다.
상기 포밍블레이드의 하부면에 양측으로 경사지면서 끝단부로 갈수록 두께가 얇아지는 삼각형 형태의 성형가이드부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 상기 구동지그의 외측에 제1개구부 및 제2개구부 내외측으로 진퇴가능하게 설치되어, 상기 포밍블레이드에 의해 복수의 리드탭이 소정의 각도로 절곡된 후 리드탭을 가압하여 직각으로 절곡하는 프레스유닛을 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 상기 구동지그를 일정 각도 범위로 왕복 회전시키는 지그회동유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 상기 구동지그의 상부에 결합되어 구동지그를 지그회동유닛과 연결하는 원형 링 형태의 지그커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 형태에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체에 대해 상기 복수의 리드탭을 전극조립체의 축방향에 대해 소정의 각도로 절곡 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치로서, 상기 전극조립체의 복수의 리드탭이 삽입되는 원형의 제1개구부가 개방되게 형성되어 있고, 일면에 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬하게 연장되는 복수의 가이드홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있는 지그베이스; 상기 지그베이스에 대해 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 지그베이스의 제1개구부와 대응하는 제2개구부가 개방되게 형성되어 있고, 일면에 나선형으로 연장되는 복수의 작동홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있는 구동지그; 및, 상기 지그베이스와 구동지그 사이에서 원주방향을 따라 배열되며, 상기 지그베이스의 가이드홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제1컨넥팅핀과, 상기 구동지그의 작동홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제2컨넥팅핀이 설치된 복수의 포밍블레이드;를 포함하여, 상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 상기 복수의 포밍블레이드의 제1컨넥팅핀과 제2컨넥팅핀이 각각 가이드홀 및 작동홀의 안내를 받으면서 반경방향에 대해 비스듬하게 이동하면서 서로 벌어졌다 오므려지는 운동을 하여 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압할 수 있다.
본 발명에 따르면, 원통형의 전극조립체의 일단부에 환형으로 배열된 복수의 리드탭을 복수의 포밍블레이드로 동시에 반경방향으로 가압하여 일정 각도 절곡 성형한 다음, 이를 프레스유닛으로 가압하여 직각으로 절곡할 수 있으므로 리드탭의 절곡 성형 과정에서 리드탭이 손상되는 현상이 발생하지 않고 정확한 형태로 신속하게 성형할 수 있다.
도 1은 원통형 이차전지의 전극조립체 및 리드탭 형태를 나타낸 정면도 및 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 리드탭 성형장치의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시한 리드탭 성형장치의 저면 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시한 리드탭 성형장치의 분해 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 리드탭 성형장치의 저면에서 본 분해 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시한 리드탭 성형장치의 작동례를 나타낸 평면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치를 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1에 도시한 것과 같이, 본 발명에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는 일측 가장자리 부분에 노칭(notching) 공정을 통해 복수의 리드탭(2)이 형성된 전극이 분리막(separator)과 함께 원통형으로 권취되어 일단부에 복수의 리드탭(2)이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체(1)에 대해, 상기 복수의 리드탭(2)을 1차적으로 전극조립체(1)의 축방향에 대해 소정의 각도로 경사지게 절곡 성형한 다음, 2차적으로 리드탭(2)을 프레스하여 전극조립체(1)의 축방향에 대해 직각으로 절곡 성형하도록 구성된 것이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치는, 전극조립체(1)의 일단에 형성된 복수의 리드탭(2)이 삽입되는 원형의 제1개구부(111)가 개방되게 형성되어 있는 지그베이스(110)와, 지그베이스(110)에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 구동지그(120), 및 지그베이스(110)와 구동지그(120) 사이에서 원주방향을 따라 배열되어 리드탭(2)을 가압하여 일정 각도로 절곡하는 복수의 포밍블레이드(130)를 포함한다.
지그베이스(110)는 중앙에 제1개구부(111)가 형성된 원반형으로 이루어지며, 일면에 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬하게 연장되는 복수의 가이드홀(112)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있다. 가이드홀(112)은 포밍블레이드(130)의 이동을 안내하기 위한 것으로, 각각의 가이드홀(112)은 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬한 직선형의 슬롯 형태로 형성된다.
구동지그(120)는 중앙에 상기 제1개구부(111)와 연통되는 제2개구부(121)가 개방되게 형성되어 있는 원반형으로 이루어지며, 지그베이스(110)의 상부에 안착되어 지그베이스(110)에 대해 상대 회전 가능하게 설치된다. 구동지그(120)의 일면에는 상기 포밍블레이드(130)를 회전 이동시키기 위하여 나선형으로 연장되는 복수의 작동홀(122)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있다. 상기 작동홀(122)은 상기 가이드홀(112)과는 반대방향으로 반경방향에 대해 비스듬하게 연장되는 곡선형의 슬롯 형태로 형성된다.
상기 구동지그(120)는 작업자에 의해 수동으로 일정 각도 범위로 회전할 수 있지만, 이와 다르게 모터 또는 공압실린더와, 동력전달기구를 포함하는 지그회동유닛에 의해 자동으로 지그베이스(110)에 대해 일정 각도 범위로 왕복 회전할 수 있게 구성될 수도 있다. 여기서 상기 지그회동유닛은 공지의 회전구동장치를 적용하여 구성할 수 있는데, 예를 들어 모터(161)와 모터(161)에 의해 회전하는 구동기어(162)와 상기 구동기어(162)의 회전력을 구동지그(120)에 전달하는 구동지그(120)에 결합되는 종동기어(163)를 적용하여 구성할 수 있다. 이 경우 상기 구동기어(162) 및 종동기어(163)가 동력전달기구가 된다. 이외에도 동력전달기구로서 기어를 사용하지 않고 풀리와 동력전달벨트를 사용할 수도 있을 것이다. 또는 모터를 사용하지 않고 공압실린더와, 공압실린더의 피스톤의 직선 운동을 구동지그(120)의 회전 운동으로 변환하는 링크기구를 사용하여 지그회동유닛을 구성할 수도 있을 것이다.
상기 구동지그(120)를 지그회동유닛에 연결하기 위하여, 구동지그(120)의 상부에 구동지그(120)를 지그회동유닛과 연결하는 원형 링 형태의 지그커버(140)가 추가로 설치될 수 있다.
포밍블레이드(130)는 지그베이스(110)와 구동지그(120) 사이에서 원주방향을 따라 배열되어, 상기 구동지그(120)의 회전에 의해 제1개구부(111) 및 제2개구부(121)의 내측에서 반경방향으로 벌어졌다 오므려지면서 전극조립체(1)의 복수의 리드탭(2)을 동시에 반경방향 내측으로 가압하여 성형하는 작용을 한다. 상기 포밍블레이드(130)는 반경방향 내측으로 뾰족한 삼각형 형태를 가지며, 지그베이스(110)와 구동지그(120) 사이에 배치되는 일측부에는 지그베이스(110)의 가이드홀(112) 내측으로 삽입되어 안내되는 제1컨넥팅핀(131)과, 상기 구동지그(120)의 작동홀(122) 내측으로 삽입되어 안내되는 제2컨넥팅핀(132)이 각각 연결되는 2개의 핀연결홀(130a, 130b)이 상하로 관통되게 형성되어 있다.
도 7에 도시한 것과 같이, 이러한 형태와 연결 구조를 갖는 복수의 포밍블레이드(130)는 구동지그(120)가 회전함에 따라 제1컨넥팅핀(131)과 제2컨넥팅핀(132)이 가이드홀(112)과 작동홀(122)의 안내를 받아 반경방향에 대해 비스듬하게 회전 운동하게 된다. 이 때 복수의 포밍블레이드(130)각각의 양측면은 서로 인접하고 있는 다른 포밍블레이드(130)의 양측면과 서로 접촉하여 슬라이딩하면서 제1개구부(111) 및 제2개구부(121)의 반경방향으로 오므려지거나 벌어지게 된다.
즉, 복수의 포밍블레이드(130)는 구동지그(120)가 회전함에 따라 제2컨넥팅핀(132)이 작동홀(122)의 안내를 받아 회전하게 되며, 이 때 제1컨넥팅핀(131)은 가이드홀(112)에 의해 안내되며, 복수의 포밍블레이드(130)들은 양측면이 서로 연접한 상태에서 반경방향에 대해 비스듬하게 회전 운동하게 된다. 포밍블레이드(130)가 반경방향에 대해 비스듬하게 회전 운동함에 따라 제1개구부(111)와 제2개구부(121)의 내측 공간에 위치한 포밍블레이드(130)의 내측 단부는 제1개구부(111)와 제2개구부(121) 내측에서 반경방향으로 벌어지거나 오므려지게 된다. 따라서 전극조립체(1)의 일단부에 원주방향으로 배열된 복수의 리드탭(2)이 제1개구부(111)와 제2개구부(121) 내측으로 삽입되어 있다가 구동지그(120)가 회전하여 포밍블레이드(130)의 내측 단부들이 반경방향으로 오므려지게 되면, 포밍블레이드(130)의 내측 단부가 복수의 리드탭(2)을 동시에 반경방향 안쪽으로 가압하여 일정 각도로 절곡시키게 된다.
상기 복수의 포밍블레이드(130)가 반경방향 내측으로 오므려지면서 리드탭(2)을 가압할 때 리드탭(2)이 하측으로 부드럽게 절곡될 수 있도록 하기 위하여 포밍블레이드(130)의 하부면에는 양측으로 경사지면서 끝단부로 갈수록 두께가 얇아지는 삼각형 형태의 성형가이드부(133)가 형성된다. 상기 성형가이드부(133)에 의해 포밍블레이드(130)는 내측단부에서 외측단부로 하향 경사진 형태를 갖게 되며, 리드탭(2)을 반경방향으로 가압하면서 하측으로도 가압하여 리드탭(2)이 하측으로 부드럽게 절곡될 수 있다.
이하 상기한 구성으로 이루어진 리드탭 성형장치의 작동에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
복수의 포밍블레이드(130)가 벌어져 있는 상태에서 전극조립체(1)의 일단부에 형성된 리드탭(2)을 제1개구부(111)를 통해 진입시켜 리드탭(2)이 포밍블레이드(130)와 대응하는 위치에 정렬되게 한다.
그런 다음, 지그회동유닛을 작동시켜 구동지그(120)를 지그베이스(110)에 대해 회전시키면, 복수의 포밍블레이드(130)가 반경방향에 대해 비스듬하게 회전 이동하면서 포밍블레이드(130)의 내측 단부가 반경방향으로 오므려지게 된다. 이에 따라 포밍블레이드(130)의 내측 단부가 환형으로 배열되어 있는 복수의 리드탭(2)과 동시에 접촉하면서 반경방향 안쪽으로 가압하게 되고, 리드탭(2)이 전극조립체(1)의 축방향에 대해 일정 각도로 절곡된다.
이와 같이 복수의 리드탭(2)이 포밍블레이드(130)에 의해 전극조립체(1)의 축방향에 대해 일정 각도로 절곡된 후, 구동지그(120)의 외측에서 제1개구부(111) 및 제2개구부(121)의 내외측으로 진퇴가능하게 설치되어 있는 프레스유닛(150)을 이동시켜, 일정 각도로 기울어진 상태로 되어 있는 복수의 리드탭(2)을 가압하여 전극조립체(1)의 축방향에 대해 직각으로 절곡하게 되면, 리드탭(2)이 휘어지거나 꺽이는 현상없이 정확하게 직각으로 절곡 성형된다.
이러한 본 발명의 리드탭 성형장치는 원통형의 전극조립체(1)의 일단부에 환형으로 배열된 복수의 리드탭(2)을 포밍블레이드(130)로 동시에 반경방향으로 가압하여 일정 각도 절곡 성형한 다음, 이를 프레스유닛(150)으로 가압하여 직각으로 절곡할 수 있으므로 리드탭(2)의 절곡 성형 과정에서 리드탭(2)이 손상되는 현상이 발생하지 않고 정확한 형태로 신속하게 성형할 수 있다.
즉, 원통형의 전극조립체(1)에 환형으로 배열된 복수의 리드탭(2)을 바로 직각으로 절곡하지 않고, 포밍블레이드(130)로 복수의 리드탭(2)을 1차적으로 일정 각도로 경사지게 절곡 성형한 다음, 2차적으로 프레스유닛(150)으로 축방향으로 가압하여 리드탭(2)을 직각으로 절곡 성형하므로 리드탭(2)을 변형없이 정확하게 직각으로 절곡할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
본 발명은 이차전지를 제조하는 장치에 관한 것으로, 특히 젤리롤 타입 전극조립체의 일단부에 돌출된 복수의 리드탭을 직각으로 절곡하여 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭을 직각으로 절곡 성형하는 장치에 적용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체에 대해 상기 복수의 리드탭을 전극조립체의 축방향에 대해 소정의 각도로 절곡 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치로서,
    상기 전극조립체의 복수의 리드탭이 삽입되는 원형의 제1개구부가 개방되게 형성되어 있는 지그베이스;
    상기 지그베이스에 대해 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 지그베이스의 제1개구부와 대응하는 제2개구부가 개방되게 형성되어 있는 구동지그; 및,
    상기 지그베이스와 구동지그 사이에서 원주방향을 따라 배열되며, 상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 제1개구부 및 제2개구부의 내측에서 반경방향으로 벌어졌다 오므려지면서 상기 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압하는 복수의 포밍블레이드;
    를 포함하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지그베이스의 일면에 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬하게 연장되는 복수의 가이드홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되고,
    상기 구동지그의 일면에 나선형으로 연장되는 복수의 작동홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되며,
    상기 포밍블레이드에 상기 지그베이스의 가이드홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제1컨넥팅핀과, 상기 구동지그의 작동홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제2컨넥팅핀이 설치되어,
    상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 상기 제1컨넥팅핀과 제2컨넥팅핀이 각각 가이드홀 및 작동홀의 안내를 받으면서 반경방향에 대해 비스듬하게 이동하면서 서로 벌어졌다 오므려지는 운동을 하여 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압하도록 된 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 포밍블레이드는 반경방향 내측으로 뾰족한 삼각형 형태를 가지며, 복수의 포밍블레이드 각각의 양측면은 서로 인접하고 있는 다른 포밍블레이드의 양측면과 서로 접촉하여 슬라이딩하면서 제1개구부 및 제2개구부의 반경방향으로 오므려지거나 벌어지는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 포밍블레이드의 하부면에 양측으로 경사지면서 끝단부로 갈수록 두께가 얇아지는 삼각형 형태의 성형가이드부가 형성된 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동지그의 외측에 제1개구부 및 제2개구부 내외측으로 진퇴가능하게 설치되어, 상기 포밍블레이드에 의해 복수의 리드탭이 소정의 각도로 절곡된 후 리드탭을 가압하여 직각으로 절곡하는 프레스유닛을 더 포함하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동지그를 일정 각도 범위로 왕복 회전시키는 지그회동유닛을 더 포함하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 구동지그의 상부에 결합되어 구동지그를 지그회동유닛과 연결하는 원형 링 형태의 지그커버를 더 포함하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
  8. 일단부에 복수의 리드탭이 환형으로 배열된 구조를 갖는 원통형 전극조립체에 대해 상기 복수의 리드탭을 전극조립체의 축방향에 대해 소정의 각도로 절곡 성형하는 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치로서,
    상기 전극조립체의 복수의 리드탭이 삽입되는 원형의 제1개구부가 개방되게 형성되어 있고, 일면에 반경방향에 대해 일정 각도로 비스듬하게 연장되는 복수의 가이드홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있는 지그베이스;
    상기 지그베이스에 대해 상대 회전 가능하게 설치되며, 상기 지그베이스의 제1개구부와 대응하는 제2개구부가 개방되게 형성되어 있고, 일면에 나선형으로 연장되는 복수의 작동홀이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 있는 구동지그; 및,
    상기 지그베이스와 구동지그 사이에서 원주방향을 따라 배열되며, 상기 지그베이스의 가이드홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제1컨넥팅핀과, 상기 구동지그의 작동홀 내측으로 삽입되어 안내되는 제2컨넥팅핀이 설치된 복수의 포밍블레이드;
    를 포함하여,
    상기 지그베이스에 대한 구동지그의 회전에 의해 상기 복수의 포밍블레이드의 제1컨넥팅핀과 제2컨넥팅핀이 각각 가이드홀 및 작동홀의 안내를 받으면서 반경방향에 대해 비스듬하게 이동하면서 서로 벌어졌다 오므려지는 운동을 하여 복수의 리드탭을 동시에 반경방향 내측으로 가압하도록 된 원통형 이차전지의 리드탭 성형장치.
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