WO2023003263A1 - 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치 - Google Patents

전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치 Download PDF

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WO2023003263A1
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electrode
unit
heating unit
vision
heating
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PCT/KR2022/010218
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조인환
박민영
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • 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 disclosure relates to an electrode laminate heating unit and a lamination apparatus including the same.
  • Electrodes are classified into coin-type batteries, cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to the shape of a battery case.
  • electrode assemblies built into a battery case are a jelly-roll type in which a separator is interposed between a positive electrode and a negative electrode, a stack type in which a plurality of unit cells are stacked with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, and a separator between unit cells. It is classified as a stack/folding type wound with a film.
  • the electrode assembly may be manufactured as an electrode laminate including an electrode and a separator, and for example, a stacked electrode assembly may be manufactured by stacking a plurality of unit cells formed by cutting the electrode laminate.
  • Such an electrode laminate can be manufactured by bonding the electrode and the separator by heating and rolling.
  • the electrodes when heating electrodes and separators to form an electrode stack, the electrodes may be distorted, resulting in misalignment of the electrodes.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2021-0058170
  • One of the problems of the present disclosure is to provide an electrode stack heating unit capable of measuring a position change of an electrode due to a temperature change of a heating unit and a lamination device including the same.
  • Another object of the present disclosure is to provide an electrode stack heating unit capable of inspecting misalignment of electrodes inside a heating unit and a lamination apparatus including the same.
  • Another object of the present disclosure is to provide an electrode stack heating unit capable of improving misalignment of electrodes by identifying a trend of misalignment of electrodes and a lamination device including the same.
  • the present disclosure can solve the above problems by measuring the position of the electrode in the region where the electrode stack passes through the heating unit.
  • the present disclosure includes a heating unit for heating an electrode stack including an electrode and a separator and being transported in one direction; and a vision unit measuring a position of the electrode in a region where the electrode stack passes through the heating unit. It may relate to an electrode laminate heating unit including a.
  • the present disclosure provides a transport unit for transporting an electrode stack including an electrode and a separator; a heating unit that heats the electrode laminate; and a lamination unit for rolling the electrode laminate.
  • the heating unit includes a heating unit for heating the electrode stack and a vision unit for measuring the position of the electrode in a region where the electrode stack passes through the heating unit.
  • an electrode laminate heating unit capable of measuring a position change of an electrode due to a temperature change of a heating unit and a lamination device including the same.
  • an electrode stack heating unit capable of inspecting misalignment of electrodes inside a heating unit and a lamination apparatus including the same may be provided.
  • Another of the effects of the present disclosure is to provide an electrode stack heating unit capable of improving misalignment of electrodes by identifying a trend of misalignment of electrodes and a lamination device including the same.
  • the effects of the present disclosure are not limited to the above-described exemplary effects, and the invention described in the present disclosure may be implemented for effects other than the exemplary effects.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrode stack lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a heating unit and an enlarged cross-sectional view of region A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a heating unit and an enlarged cross-sectional view of region B according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a vision unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrode stack lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the lamination apparatus includes a transfer unit 100 for transporting an electrode stack 10 including a separator 11 and an electrode 12, the electrode stack 10 It includes a heating unit 200 for heating, and a lamination unit 300 for rolling the electrode laminate.
  • the electrode stack 10 may have a structure in which separators 11 and electrodes 12 are alternately disposed.
  • the electrode stack 10 has a structure in which a first separator 11A, a first electrode 12A, a second separator 11B, and a second electrode 12B are sequentially stacked.
  • the first electrode 12A may be a cathode
  • the second electrode 12B may be an anode.
  • the configuration, shape, arrangement, etc. of the electrode stack 10 are not limited to the structures shown in the drawings.
  • the electrode stack 10 may include more or fewer separators 11 and/or electrodes 12 than those shown in the drawings. If necessary, not only the electrode 12 of the electrode stack 10 but also the separator 11 may be cut.
  • the transfer unit 100 may serve to transfer the electrode stack 10 .
  • the transfer unit 100 may be a conveyor belt, but is not limited thereto.
  • the transfer unit 100 may transfer the electrode stack 10 in the x direction (x) and supply it to the heating unit 200 .
  • the heating unit 200 may serve to heat the electrode stack 10, and through this, bonding strength between the separator 11 and the electrode 12 may be increased.
  • the heating unit 200 includes a heating unit 210 that heats the electrode stack 10 being transported in one direction and the position of the electrode 12 in the region where the electrode stack 210 passes through the heating unit 210. It may include a vision unit 220 for measuring. In addition, a storage unit 230 for collecting positional information of the electrode 12 measured by the vision unit 220 may be further included.
  • the heating unit 210 may include a heating device such as a heater, and thus may heat the electrode stack 10 by irradiating a heat source to the electrode stack 10 .
  • the heating unit 210 may include a plurality of heating units 210 .
  • a first heating unit 211 and a second heating unit 212 disposed on both sides of the electrode stack 10 may be included.
  • Each of the first heating unit 211 and the second heating unit 212 disposed on each of both sides of the electrode stack 10 may radiate a heat source to each of both sides of the electrode stack 10 .
  • the electrode stack 10 may have a structure in which the first separator 11A, the first electrode 12A, the second separator 11B, and the second electrode 12B are sequentially stacked.
  • the first heating unit 211 may be disposed on the second electrode 12B, and the second heating unit 212 may be disposed on the first separator 11A.
  • Each of the first heating unit 211 and the second heating unit 212 may have a structure overlapping each other in the z direction (z), but is not limited thereto.
  • the first heating unit 211 and the second heating unit 212 move in directions opposite to the z direction (z) and the z direction (z), so that when the heating unit 210 is operating, the first heating unit 211 And when the second heating unit 212 closes to each other and closes, and stops, the first heating unit 211 and the second heating unit 212 may move away from each other and open, but is not limited thereto.
  • the heating unit 210 may have an accommodation area in which a vision unit 220 to be described later is disposed. Meanwhile, as described above, the heating unit 210 may include a plurality of heating units 210, for example, the first heating unit 211 and the second heating unit disposed on both sides of the electrode stack 10, respectively. may include section 212 . At this time, only some of the heating units 210 among the plurality of heating units 210 may have an accommodation area where the vision unit 220 is disposed. For example, as shown in the drawing, the first heating part 211 disposed on the second electrode 12B may have an accommodating area, and the second heating part 212 may not have an accommodating area. However, it is not limited thereto, and each of the plurality of heating units 210 may have an accommodation area where the vision unit 220 is disposed.
  • the vision unit 220 may serve to measure the position of the electrode 12 and may include a vision device such as a camera.
  • the vision unit 220 may measure the position of the electrode 12 in an area where the electrode stack 10 passes through the heating unit 210 . From this point of view, the vision unit 220 may be disposed on the electrode stack 10 in a region where the electrode stack 10 passes through the heating unit 210 . For example, the vision unit 220 may be disposed on a surface of the heating unit 210 facing the electrode stack 10 .
  • the vision unit 220 may be disposed on only one side of both sides of the electrode stack 10 .
  • the electrode stack 10 may have a structure in which the first separator 11A, the first electrode 12A, the second separator 11B, and the second electrode 12B are sequentially stacked.
  • the vision unit 220 may be disposed only on the uppermost second electrode 12B and may not be disposed on the first separator 11A.
  • the vision unit 220 is disposed only on the other side of both sides of the electrode stack 10, that is, on the first separator 11A, or disposed on each of both sides of the electrode stack 10. It could be.
  • the vision unit 220 may be disposed in the receiving area of the heating unit 210 .
  • the vision unit 220 may be disposed in the receiving area of the heating unit 210 in a form in which at least a portion of the vision unit 220 is buried in the heating unit 210 .
  • the vision unit 220 may be disposed on a surface of the heating unit 210 facing the electrode stack 10 in a form in which the vision unit 220 protrudes.
  • the heating unit 210 includes a plurality of heating units 210, only some of the heating units 210 among the plurality of heating units 210 may have an accommodation area where the vision unit 220 is disposed.
  • the vision unit 220 may not be disposed in the heating unit 210 having no region.
  • the vision unit 220 may measure the position of the electrode 12 when the temperature of the heating unit 210 fluctuates. For example, the vision unit 220 may measure the position of the electrode 12 in at least one of an initial stage and a later stage of operation of the heating unit 210 . However, it goes without saying that the vision unit 220 can measure the position of the electrode 12 even when the temperature of the heating unit 210 does not fluctuate.
  • the positional change of the electrode 12 may occur.
  • the electrode 12 due to the temperature fluctuation of the heating unit 210 can have the effect of confirming the positional change of
  • the position of the electrode 12 passing through the inside of the heating unit 210 can be measured.
  • the vision unit 220 may measure the position of the first electrode 12A and/or the second electrode 12B according to the intensity of light transmitted through the electrode stack 10 .
  • the vision unit 220 transmits strong light through the electrode stack 10 so that the first electrode 12A disposed inside as well as the second electrode 12B disposed on the uppermost side of the electrode stack 10 ) can also be measured.
  • the vision unit 220 may measure the position of the separator 11 .
  • the storage unit 230 may serve to collect positional information of the electrode 12 measured by the vision unit 220 . Accordingly, a trend of misalignment of the electrodes 12 may be grasped through the information collected in the storage unit 230, and a method for improving misalignment of the electrodes may be prepared.
  • the lamination unit 300 may serve to roll the electrode laminate 10 .
  • the lamination unit 300 may be composed of a pair of rollers facing each other, and may bond the electrode stack 10 by applying pressure to the electrode stack 10 passing through the pair of rollers.
  • FIG. 2 is a perspective view of a heating unit and an enlarged cross-sectional view of region A according to an embodiment of the present invention.
  • the heating unit 210 has an accommodation area where the vision unit 220 is disposed, and the accommodation area has a shape of a hole (h).
  • the hole h-shaped receiving area may be formed by forming a hole h penetrating the heating unit 210 in the z direction (z) in a partial region of the heating unit 210 .
  • a vision unit 220 is disposed in each of the hole h-shaped accommodating areas.
  • FIG. 2 is an exemplary structure that the receiving area of the heating unit 210 may have, and is not intended to limit the structure of the receiving area to the illustrated structure.
  • the shape, diameter, number, forming method, etc. of the receiving area, the hole h, are not particularly limited, and other conditions can be variously applied according to the design as long as the space in which the vision unit 220 can be disposed.
  • FIG 3 is a perspective view of a heating unit and an enlarged cross-sectional view of region B according to another embodiment of the present invention.
  • the accommodation area of the heating unit 210 has a shape of a groove (g).
  • the receiving area in the shape of the groove (g) is thinner than the thickness of the heating unit 210 in the z direction (z) by removing a portion of the heating unit 210 in the z direction (z) from a partial area of the heating unit 210. It may be formed by forming a groove (g).
  • the groove g may be formed on a surface of the heating unit 210 facing the electrode stack 10 . That is, the groove g may be formed by removing a portion of the heating unit 210 in the z direction (z) from one surface of the heating unit 210 facing the electrode stack 10 to the other surface.
  • a vision unit 220 is disposed in each of the groove g-shaped accommodating areas.
  • FIG. 3 is an exemplary structure that the receiving area of the heating unit 210 may have, and is not intended to limit the structure of the receiving area to the illustrated structure.
  • the shape, diameter, number, and formation method of the receiving area g are not particularly limited, and other conditions can be variously applied according to the design as long as the space in which the vision unit 220 can be disposed.
  • FIG. 4 is a perspective view of a vision unit according to an embodiment of the present invention.
  • the vision unit 220 may be disposed in a central inspection area in which the position of the electrode 12 is to be measured.
  • the vision unit 220 may include a plurality of vision units 220 .
  • the vision unit 220 may be a singular vision unit 220 .
  • the central inspection area may be at least one of an area adjacent to one end of the heating unit 210 through which the electrode stack 10 enters and an area adjacent to the other end of the heating unit 210 through which the electrode stack 10 exits.
  • the vision unit 220 may include a front vision unit 221 and a rear vision unit 222 spaced apart from each other along the x-direction (x), which is the transport direction of the electrode stack 10 .
  • the front end vision unit 221 is disposed in an area adjacent to the right end of the heating unit 210 from which the preceding electrode stack 10 exits
  • the rear end vision unit 222 is disposed in the following electrode stack.
  • the sieve 10 is disposed in an area adjacent to the left end of the heating unit 210 through which it enters.
  • Each of the front vision unit 221 and the rear vision unit 222 may include a plurality of front vision units 221 and rear vision units 222 .
  • the front end vision unit 221 includes a first front end vision unit 221A disposed spaced apart from each other along a y direction (y) perpendicular to the x direction (x), which is the transport direction of the electrode stack 10 on a plane, and A second front end vision unit 221B may be included.
  • Each of the first front end vision unit 221A and the second front end vision unit 221B may measure the position of each region adjacent to the electrode 12 in the y direction (y).
  • the rear vision unit 222 includes the first rear vision unit 222A and the second rear vision unit 222A disposed spaced apart from each other along a y direction (y) perpendicular to the x direction (x), which is the transport direction of the electrode stack 10 on a plane.
  • a rear end vision unit 222B may be included.
  • Each of the first rear end vision unit 222A and the second rear end vision unit 222B may measure the position of each region adjacent to the electrode 12 in the y direction (y).
  • each of the front vision unit 221 and the rear vision unit 222 are not limited to the above-described types, and for example, the front vision unit 221 and the rear vision unit 222 are each It goes without saying that may be a single front end vision unit 221 and a rear end vision unit 222 .
  • the electrode laminate heating unit according to an embodiment of the present invention and the lamination apparatus including the same have been exemplarily described, but the embodiment of the present invention is not intended to be limited to the above-described form.
  • Those skilled in the art will be able to appropriately change and practice the present invention with reference to the present specification and the accompanying drawings, without departing from the technical spirit of the present invention.
  • first, second, etc. is for distinguishing elements from each other, and does not mean a priority between elements or an absolute order.
  • a first element in some parts of this specification may be referred to as a second element in other parts of this specification.

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Abstract

본 개시는 전극 및 분리막을 포함하며 일 방향으로 이송되는 전극 적층체를 가열하는 가열부; 및 상기 전극 적층체가 상기 가열부를 통과하는 영역에서, 상기 전극의 위치를 측정하는 비전부; 를 포함하는, 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치에 관한 것이다.

Description

전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치
본 출원은 2021년 7월 20일자 한국 특허 출원 제10-2021-0094869호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함한다.
본 개시는 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라, 재충전이 가능한 이차 전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차 전지는 기존의 가솔린 차량이나 디젤 차량의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 에너지원으로서 또한 주목받고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류된다. 일반적으로, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 복수의 단위 셀들을 적층한 스택형, 및 단위 셀들을 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 분류된다.
전극 조립체는 전극 및 분리막을 포함하는 전극 적층체로 제조될 수 있으며, 예컨대 스택형 전극 조립체는 전극 적층체를 커팅하여 형성된 복수의 단위 셀들을 적층하여 제조될 수 있다. 이러한 전극 적층체는 전극 및 분리막을 가열하고 압연하여 접합함으로써 제조될 수 있다.
한편, 전극 적층체 형성을 위해 전극 및 분리막의 가열 시 전극이 틀어져 전극의 정렬 불량 문제가 발생할 수 있으며, 이는 특히 가열 장치의 가동 초기 및 후기 단계와 같이 가열 장치의 온도가 변동될 때에 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 가열을 위해 닫힌(close) 상태의 가열 장치 내에서는 전극의 정렬 불량을 확인하기 어려운 문제가 있을 수 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국 공개특허 제 10-2021-0058170호
본 개시의 해결 과제 중 하나는 가열부의 온도 변동으로 인한 전극의 위치 변동 측정이 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 해결 과제 중 다른 하나는 가열부 내부에서 전극의 정렬 불량 검사가 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 해결 과제 중 다른 하나는 전극의 정렬 불량 경향성(trend)을 파악하여, 전극의 정렬 불량 개선이 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공하는 것이다.
본 개시는 전극 적층체가 가열부를 통과하는 영역에서 전극의 위치를 측정함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다.
예컨대, 본 개시는 전극 및 분리막을 포함하며 일 방향으로 이송되는 전극 적층체를 가열하는 가열부; 및 상기 전극 적층체가 상기 가열부를 통과하는 영역에서, 상기 전극의 위치를 측정하는 비전부; 를 포함하는, 전극 적층체 가열 유닛에 관한 것일 수 있다.
또한, 본 개시는 전극 및 분리막을 포함하는 전극 적층체를 이송하는 이송 유닛; 상기 전극 적층체를 가열하는 가열 유닛; 및 상기 전극 적층체를 압연하는 라미네이션 유닛; 을 포함하며, 상기 가열 유닛은, 상기 전극 적층체를 가열하는 가열부 및 상기 전극 적층체가 상기 가열부를 통과하는 영역에서 상기 전극의 위치를 측정하는 비전부를 포함하는, 전극 적층체 라미네이션 장치에 관한 것일 수 있다.
본 개시의 효과 중 하나로서, 가열부의 온도 변동으로 인한 전극의 위치 변동 측정이 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 효과 중 다른 하나로서, 가열부 내부에서 전극의 정렬 불량 검사가 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 효과 중 다른 하나로서, 전극의 정렬 불량 경향성(trend)을 파악하여, 전극의 정렬 불량 개선이 가능한 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 개시의 효과는 전술한 예시적인 효과로서 제한되는 것은 아니며, 예시적인 효과 이외의 효과를 위해 본 개시에 설명된 발명이 실시될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체 라미네이션 장치의 단면도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 사시도 및 A 영역의 확대된 단면도다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가열부의 사시도 및 B 영역의 확대된 단면도다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전부의 사시도다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에는 설명의 편의를 위해 각 구성 중 전부 또는 일부가 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명이 첨부된 도면이나 본 명세서에서 설명된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양한 형태로 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체 라미네이션 장치의 단면도다.
도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라미네이션 장치는 분리막(11) 및 전극(12)을 포함하는 전극 적층체(10)를 이송하는 이송 유닛(100), 상기 전극 적층체(10)를 가열하는 가열 유닛(200), 및 상기 전극 적층체를 압연하는 라미네이션 유닛(300)을 포함한다.
전극 적층체(10)는 분리막(11) 및 전극(12)이 교대로 배치된 구조일 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 전극 적층체(10)는 제1 분리막(11A), 제1 전극(12A), 제2 분리막(11B), 제2 전극(12B)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 이 때, 제1 전극(12A)은 음극이며, 제2 전극(12B)은 양극일 수 있다.
다만, 전극 적층체(10)의 구성, 형상, 배치 형태 등은 도면에 도시된 구조로 제한되지 않는다. 예컨대, 전극 적층체(10)는 도면에 도시된 것 보다 많거나 적은 수의 분리막(11) 및/또는 전극(12)을 포함할 수 있다. 필요에 따라, 전극 적층체(10)의 전극(12)뿐 아니라 분리막(11)도 커팅된 것일 수 있다.
이송부(100)는 전극 적층체(10)를 이송하는 역할을 수행할 수 있다. 이송부(100)는 컨베이어 벨트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이송부(100)는 전극 적층체(10)를 x 방향(x)으로 이송하여 가열 유닛(200)에 공급할 수 있다.
가열 유닛(200)은 전극 적층체(10)를 가열하는 역할을 수행할 수 있으며, 이를 통해 분리막(11)과 전극(12)의 접합력을 높일 수 있다.
가열 유닛(200)은, 일 방향으로 이송되는 전극 적층체(10)를 가열하는 가열부(210) 및 전극 적층체(210)가 가열부(210)를 통과하는 영역에서 전극(12)의 위치를 측정하는 비전부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 비전부(220)로 측정된 전극(12)의 위치 정보를 수집하는 저장부(230)를 더 포함할 수 있다.
가열부(210)는 히터(heater)와 같은 가열 장치를 포함할 수 있으며, 따라서 전극 적층체(10)에 열원을 조사하여 전극 적층체(10)를 가열할 수 있다.
가열부(210)는 복수의 가열부(210)를 포함할 수 있다. 예컨대, 전극 적층체(10)의 양면 각각 상에 배치된 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212)를 포함할 수 있다. 전극 적층체(10)의 양면 각각 상에 배치된 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212) 각각은 전극 적층체(10)의 양면 각각에 열원을 조사할 수 있다. 전술한 바와 같이 전극 적층체(10)는 제1 분리막(11A), 제1 전극(12A), 제2 분리막(11B), 제2 전극(12B)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 따라서 제1 가열부(211)는 제2 전극(12B) 상에 배치되고, 제2 가열부(212)는 제1 분리막(11A) 상에 배치될 수 있다.
제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212) 각각은 z 방향(z)으로 서로 중첩되는 구조일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212)는 z 방향(z) 및 z 방향(z)과 반대 방향으로 이동함으로써, 가열부(210)의 가동 시에는 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212)가 서로 가까워져 닫히고(close) 정지 시에는 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212)가 서로 멀어져 열릴(open) 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
가열부(210)는 후술하는 비전부(220)가 배치되는 수용 영역을 가질 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 가열부(210)는 복수의 가열부(210)를 포함할 수 있으며, 예컨대 전극 적층체(10)의 양면 각각 상에 배치된 제1 가열부(211) 및 제2 가열부(212)를 포함할 수 있다. 이 때, 복수의 가열부(210) 중 일부 가열부(210)만이 비전부(220)가 배치되는 수용 영역을 가질 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 제2 전극(12B) 상에 배치된 제1 가열부(211)는 수용 영역을 갖고, 제2 가열부(212)는 수용 영역을 갖지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 복수의 가열부(210) 각각이 비전부(220)가 배치되는 수용 영역을 가질 수도 있다.
가열부(210)의 수용 영역의 예시적인 구조에 대해서는 도 2 및 도 3에 대한 설명에서 상술하기로 한다.
비전부(220)는 전극(12)의 위치를 측정하는 역할을 수행할 수 있으며, 카메라와 같은 비전 장치를 포함할 수 있다.
구체적으로, 비전부(220)는 전극 적층체(10)가 가열부(210)를 통과하는 영역에서 전극(12)의 위치를 측정하는 것일 수 있다. 이러한 관점에서, 비전부(220)는 전극 적층체(10)가 가열부(210)를 통과하는 영역에서 전극 적층체(10) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 비전부(220)는 가열부(210)의 전극 적층체(10)와 마주하는 면에 배치될 수 있다.
한편, 비전부(220)는 전극 적층체(10)의 양면 중 일면 상에만 배치될 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이 전극 적층체(10)는 제1 분리막(11A), 제1 전극(12A), 제2 분리막(11B), 제2 전극(12B)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 비전부(220)는 최상측에 배치된 제2 전극(12B) 상에만 배치되고, 제1 분리막(11A) 상에는 배치되지 않을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 비전부(220)는 전극 적층체(10)의 양면 중 타면 상, 즉 제1 분리막(11A) 상에만 배치되거나, 전극 적층체(10)의 양면 각각 상에 배치될 수도 있다.
전술한 바와 같이 비전부(220)는 가열부(210)의 수용 영역에 배치될 수 있다. 이 때, 비전부(220)는 가열부(210)에 비전부(220)의 적어도 일부가 매립되는 형태로 가열부(210)의 수용 영역에 배치될 수 있다. 다만, 설계에 따라 비전부(220)는 가열부(210)의 전극 적층체(10)와 마주하는 면 상에 비전부(220)가 돌출되는 형태로 배치될 수도 있다. 또한, 가열부(210)가 복수의 가열부(210)를 포함하는 경우 복수의 가열부(210) 중 일부 가열부(210)만이 비전부(220)가 배치되는 수용 영역을 가질 수 있으며, 수용 영역을 갖지 않는 가열부(210)에는 비전부(220)가 배치되지 않을 수 있음은 물론이다.
비전부(220)는 가열부(210)의 온도 변동 시 전극(12)의 위치를 측정하는 것일 수 있다. 예컨대, 비전부(220)는 가열부(210)의 가동 초기 및 후기 단계 중 적어도 하나의 단계에서 전극(12)의 위치를 측정하는 것일 수 있다. 다만, 비전부(220)는 가열부(210)의 온도 변동이 없는 때에도 전극(12)의 위치를 측정할 수 있음은 물론이다.
한편, 가열부(210)의 가동 초기 및 후기 단계와 같이 가열부(210)의 온도가 변동하는 경우, 전극(12)의 위치 변동이 발생할 수 있다. 그러나, 가동 시 닫힌 상태의 가열부(210) 내부에서 발생하는 전극(12)의 위치 측정이 어려운 문제가 있을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열부(210)를 통과하는 영역에서 전극(12)의 위치를 측정하는 비전부(220)를 도입함으로써, 가열부(210)의 온도 변동으로 인한 전극(12)의 위치 변동 확인이 가능한 효과를 가질 수 있다. 또한, 가열부(210)의 가동 시 가열부(210)가 닫히더라도 가열부(210) 내부를 통과하는 전극(12)의 위치 측정이 가능한 효과를 가질 수 있다.
한편, 비전부(220)는 전극 적층체(10)에 투과시키는 빛의 강도에 따라 제1 전극(12A) 및/또는 제2 전극(12B)의 위치를 측정할 수 있다. 예컨대, 비전부(220)는 전극 적층체(10)에 강한 빛을 투과시킴으로써 전극 적층체(10)의 최상측에 배치된 제2 전극(12B) 뿐 아니라, 내측에 배치된 제1 전극(12A)의 위치도 측정할 수 있다. 설계에 따라, 비전부(220)는 분리막(11)의 위치를 측정할 수도 있다.
저장부(230)는 비전부(220)로 측정된 전극(12)의 위치 정보를 수집하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 저장부(230)에 수집된 정보를 통해, 전극(12)의 정렬 불량 경향성(trend)을 파악할 수 있으며, 전극의 정렬 불량 개선 방안을 마련할 수 있다.
라미네이션 유닛(300)은 전극 적층체(10)를 압연하는 역할을 수행할 수 있다. 라미네이션 유닛(300)은 서로 마주하는 한 쌍의 롤러로 구성될 수 있으며, 한 쌍의 롤러를 통과하는 전극 적층체(10)에 압력을 가하여 전극 적층체(10)를 접합할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부의 사시도 및 A 영역의 확대된 단면도다.
도면을 참고하면, 가열부(210)는 비전부(220)가 배치되는 수용 영역을 가지며, 상기 수용 영역은 구멍(hole)(h)의 형상을 갖는다,
구멍(h) 형상의 수용 영역은 가열부(210)의 일부 영역에서 가열부(210)를 z 방향(z)으로 관통하는 구멍(h)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 구멍(h) 형상의 수용 영역 각각에는 비전부(220)가 배치된다.
다만, 도 2의 구조는 가열부(210)의 수용 영역이 가질 수 있는 예시적인 구조이며, 수용 영역의 구조를 도시된 구조로 제한하려는 것은 아니다. 수용 영역인 구멍(h)의 모양, 직경, 개수, 형성 방법 등은 특별히 제한되지 않으며, 비전부(220)가 배치될 수 있는 공간이라면 다른 조건은 설계에 따라 다양하게 적용이 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가열부의 사시도 및 B 영역의 확대된 단면도다.
도면을 참고하면, 가열부(210)의 수용 영역은 홈(groove)(g)의 형상을 갖는다.
홈(g) 형상의 수용 영역은 가열부(210)의 일부 영역에서 가열부(210)의 일부를 z 방향(z)으로 제거하여 가열부(210)의 z 방향(z)으로의 두께보다 얇은 홈(g)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 홈(g)은 가열부(210)의 전극 적층체(10)와 마주하는 면에 형성될 수 있다. 즉, 홈(g)은 가열부(210)의 전극 적층체(10)와 마주하는 일면에서 타면 방향으로 가열부(210)의 일부를 z 방향(z)으로 제거하여 형성할 수 있다. 홈(g) 형상의 수용 영역 각각에는 비전부(220)가 배치된다.
다만, 도 3의 구조는 가열부(210)의 수용 영역이 가질 수 있는 예시적인 구조이며, 수용 영역의 구조를 도시된 구조로 제한하려는 것은 아니다. 수용 영역인 홈(g)의 모양, 직경, 개수 형성 방법 등은 특별히 제한되지 않으며, 비전부(220)가 배치될 수 있는 공간이라면 다른 조건은 설계에 따라 다양하게 적용이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비전부의 사시도다.
비전부(220)는 전극(12)의 위치를 측정하고자 하는 중점 검사 영역에 배치될 수 있다. 중점 검사 영역이 복수의 영역인 경우, 비전부(220)는 복수의 비전부(220)를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며 비전부(220)는 단수의 비전부(220)일 수도 있다.
중점 검사 영역은 전극 적층체(10)가 들어오는 가열부(210)의 일 단부와 인접한 영역 및 전극 적층체(10)가 나가는 가열부(210)의 타 단부와 인접한 영역 중 적어도 하나의 영역일 수 있다. 이 때, 비전부(220)는 전극 적층체(10)의 이송 방향인 x 방향(x)을 따라 서로 이격되어 배치된 선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222)를 포함할 수 있다. 도면을 참고하여 설명하면, 선단 비전부(221)는 선행하는 전극 적층체(10)가 나가는 가열부(210)의 우측 단부와 인접한 영역에 배치되며, 후단 비전부(222)는 후행하는 전극 적층체(10)가 들어오는 가열부(210)의 좌측 단부와 인접한 영역에 배치된다.
선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222) 각각은 복수의 선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222)를 포함할 수 있다. 예컨대, 선단 비전부(221)는 평면 상에서 전극 적층체(10)의 이송 방향인 x 방향(x)과 수직한 y 방향(y)을 따라 서로 이격되어 배치된 제1 선단 비전부(221A) 및 제2 선단 비전부(221B)를 포함할 수 있다. 제1 선단 비전부(221A) 및 제2 선단 비전부(221B) 각각은 전극(12)의 y 방향(y)으로 인접한 영역 각각의 위치를 측정할 수 있다. 후단 비전부(222)는 평면 상에서 전극 적층체(10)의 이송 방향인 x 방향(x)과 수직한 y 방향(y)을 따라 서로 이격되어 배치된 제1 후단 비전부(222A) 및 제2 후단 비전부(222B)를 포함할 수 있다. 제1 후단 비전부(222A) 및 제2 후단 비전부(222B) 각각은 전극(12)의 y 방향(y)으로 인접한 영역 각각의 위치를 측정할 수 있다.
다만, 선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222) 각각의 수, 배치 형태, 측정 위치 등은 전술한 형태로 제한되는 것은 아니며, 예컨대 선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222) 각각은 단수의 선단 비전부(221) 및 후단 비전부(222)일 수도 있음은 물론이다.
이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체 가열 유닛 및 이를 포함하는 라미네이션 장치를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 형태를 전술한 형태로 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 명세서 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 적절히 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서, 제1, 제2 등의 순번은 구성요소를 서로 구별하기 위한 것이며, 구성요소 간의 우선순위를 의미하거나 절대적인 순번을 의미하는 것이 아니다. 본 명세서의 일부분에서 제1 구성요소는 본 명세서의 다른 부분에서 제2 구성요소로 지칭될 수도 있다.
본 명세서에서, x 방향(x), y 방향(y), z 방향(z) 등의 방향은 도면을 기준으로 설명하였다. 본 명세서에서 설명된 방향은 관점에 따라 다르게 설명될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서, 본 명세서의 용어 및 표현은 광범위하게 해석되어야 하며 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서, “포함”한다라는 표현은 언급된 구성 이외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서, 단수형의 표현은 문맥 상 명시적으로 배제하지 않는 한 복수형을 포함한다. 또한, 각 실시예들은 서로 조합이 가능하며, 모순되지 않는 한 특정 실시예에서 설명된 내용은 다른 실시예에도 적용될 수 있다.
[부호의 설명]
10: 전극 적층체
11: 분리막
12: 전극
100: 이송 유닛
200: 가열 유닛
210: 가열부
220: 비전부
230: 저장부
300: 라미네이션 유닛

Claims (11)

  1. 전극 및 분리막을 포함하며 일 방향으로 이송되는 전극 적층체를 가열하는 가열부; 및
    상기 전극 적층체가 상기 가열부를 통과하는 영역에서, 상기 전극의 위치를 측정하는 비전부; 를 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 비전부가 배치되는 수용 영역을 가지며,
    상기 수용 영역은 구멍(hole) 또는 홈(groove)의 형상인,
    전극 적층체 가열 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비전부는 상기 전극 적층체의 이송 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 선단 비전부 및 후단 비전부를 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 선단 비전부는 평면 상에서 상기 전극 적층체의 이송 방향과 수직한 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 제1 선단 비전부 및 제2 선단 비전부를 포함하며,
    상기 후단 비전부는 평면 상에서 상기 전극 적층체의 이송 방향과 수직한 방향을 따라 서로 이격되어 배치된 제1 후단 비전부 및 제2 후단 비전부를 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극 적층체는 순차적으로 적층된 제1 분리막, 제1 전극, 제2 분리막 및 제2 전극을 포함하며,
    상기 비전부는 상기 제2 전극 상에 배치된,
    전극 적층체 가열 유닛.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열부는 상기 제2 전극 상에 배치된 제1 가열부 및 상기 제1 분리막 상에 배치된 제2 가열부를 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 비전부는 상기 가열부의 온도 변동 시 상기 전극의 위치를 측정하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 비전부는 상기 가열부의 가동 초기 및 후기 단계 중 적어도 하나의 단계에서 상기 전극의 위치를 측정하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비전부는 카메라를 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 비전부로 측정된 상기 전극의 위치 정보를 수집하는 저장부; 를 더 포함하는,
    전극 적층체 가열 유닛.
  11. 전극 및 분리막을 포함하는 전극 적층체를 이송하는 이송 유닛;
    상기 전극 적층체를 가열하는 가열 유닛; 및
    상기 전극 적층체를 압연하는 라미네이션 유닛; 을 포함하며,
    상기 가열 유닛은, 상기 전극 적층체를 가열하는 가열부 및 상기 전극 적층체가 상기 가열부를 통과하는 영역에서 상기 전극의 위치를 측정하는 비전부를 포함하는,
    전극 적층체 라미네이션 장치.
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