WO2023234570A1 - 레이저 커팅 장치 - Google Patents

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WO2023234570A1
WO2023234570A1 PCT/KR2023/006073 KR2023006073W WO2023234570A1 WO 2023234570 A1 WO2023234570 A1 WO 2023234570A1 KR 2023006073 W KR2023006073 W KR 2023006073W WO 2023234570 A1 WO2023234570 A1 WO 2023234570A1
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cutting device
laser cutting
laser
drum
mask jig
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PCT/KR2023/006073
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이병희
김태수
박동혁
이서준
이효진
김길우
서상기
박종인
이혁수
박정현
김원섭
송원규
나기범
이헌승
문홍석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
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    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding

Definitions

  • the present invention relates to a laser cutting device, and more specifically, to a laser cutting device for cutting electrodes used in manufacturing secondary batteries.
  • Batteries that store electrical energy can generally be divided into primary batteries and secondary batteries.
  • Primary batteries are disposable consumable batteries
  • secondary batteries are rechargeable batteries manufactured using materials in which oxidation and reduction processes between current and materials can be repeated.
  • oxidation and reduction processes between current and materials can be repeated.
  • these secondary batteries are made by applying an electrode mixture of electrode active material, conductive agent, binder, etc. on an electrode current collector and drying it to manufacture an electrode, stacking the manufactured electrode with a separator, and then mixing it with an electrolyte solution. It is completed by embedding and sealing it together in a battery case.
  • the electrode is manufactured by applying an electrode active material onto an electrode current collector in the shape of a long sheet, followed by a notching process of cutting the electrode sheet into a desired shape, and then cutting it to a desired length.
  • the conventional notching process adopts a method of physically cutting the electrode using a press mold or a method of cutting by irradiating a laser.
  • the present invention was developed to solve the above problems, and includes a jig to shorten the replacement time of equipment when changing the electrode model, increase the replacement cycle of equipment due to aging, and prevent movement of the electrode during the process.
  • the aim is to provide a laser cutting device that can improve process efficiency.
  • the laser cutting device is a laser cutting device that notches an electrode tab on a moving electrode sheet, a laser irradiator that repeatedly irradiates a laser along a preset path to the notching area of the electrode sheet, and a drum that moves the electrode sheet. and a mask jig disposed on the opposite side of the laser irradiator with the notching area in between to support the notching area, and the mask jig may be detachable from the drum.
  • the drum may include a rotating part that rotates to move the electrode sheet, and a fixing part disposed on one axial side of the rotating part and on which a mask jig is mounted.
  • the fixing part may be formed with a fixing groove into which the mask jig is fitted.
  • the mask jig may have a convexly curved shape toward the notching area, and may include an opposing part facing the notching area and a fastening part connected to the opposing part and fastened to the drum.
  • the opposing portion may include a stainless steel material.
  • the opposing portion has a protrusion on the side extending in a direction away from the fastening portion
  • the fixing portion has a side groove corresponding to the protrusion on the inner surface forming the fixing groove, and the protrusion is inserted into the side groove to create a mask.
  • the jig can be fixed to the fixing groove.
  • a cutting hole through which a laser beam cutting the notching area passes and a foreign matter collection hole through which foreign matter generated when the notching area is cut may flow in may be formed.
  • the drum may have a connection hole penetrating one axial surface, be disposed inside, and include a chamber in communication with the foreign matter collection hole and the connection hole.
  • the laser cutting device may further include a foreign matter ejector that communicates with the connection hole and discharges foreign matter generated when the notched area is cut.
  • the foreign matter discharger includes a first pipe connected to the drum at one end and open at the top through which foreign matter generated when the notching area is cut flows in, and a second pipe connected to the other end of the first pipe and extending in a direction away from the drum. can do.
  • the laser cutting device may further include an aspirator connected to the second pipe to suction foreign substances flowing into the second pipe.
  • the laser cutting device is a laser cutting device for notching an electrode tab on a moving electrode sheet, and has a laser irradiator that repeatedly irradiates a laser along a preset path to the notching area of the electrode sheet and supports the notching area. It includes a mask jig disposed on the opposite side of the laser irradiator with a notching area in between, and one surface of the mask jig facing the laser irradiator may be coated with AlCrN-based.
  • the mask jig may have one surface facing the laser irradiator coated with AlCrNOS.
  • the laser cutting device is a laser cutting device that notches an electrode tab on a moving electrode sheet, a laser irradiator that repeatedly irradiates a laser along a preset path to the notching area of the electrode sheet, and a drum that moves the electrode sheet. and a mask jig disposed on the opposite side of the laser irradiator with the notching area in between to support the notching area, and the mask jig may be detachable from the drum.
  • the equipment replacement time can be shortened when changing the electrode model.
  • replacement of the mask jig since replacement of the mask jig is not affected by other parts, replacement of the mask jig may be easier.
  • the efficiency of the process can be improved by including a mask jig to prevent movement of the electrode during the process.
  • Figure 1 is a perspective view schematically showing a laser cutting device according to Example 1 of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view schematically showing the drum, mask jig, and foreign matter ejector of the laser cutting device according to Example 1 of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view schematically showing the drum of the laser cutting device according to Example 1 of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view schematically showing the mask jig of the laser cutting device according to Example 1 of the present invention.
  • Figure 5 is a plan view schematically showing how an electrode sheet is notched using a laser cutting device according to Example 1 of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective view schematically showing the drum, mask jig, and foreign matter ejector of the laser cutting device according to Example 2 of the present invention.
  • Figure 1 is a perspective view schematically showing a laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the present invention provides, in Example 1, a laser cutting device (10) for notching an electrode tab (T) on a moving electrode sheet (S).
  • the laser cutting device 10 of the present invention may include a laser irradiator 100, a drum 200, and a mask jig 300.
  • the process of forming the electrode tab (T) is a process of cutting a part of the end of the metal current collector where the active material is not applied into the shape of the electrode tab (T), using a punch that crosses up and down, etc.
  • a cutting process using a device or a laser cutting process that cuts by irradiating a laser may be used.
  • the present invention relates to a laser cutting device 10 used in a laser cutting process.
  • the laser cutting device 10 may include a laser irradiator 100.
  • the laser cutting device 10 may include a pair of laser irradiators 100 that irradiate lasers at different positions.
  • the laser irradiator 100 may repeatedly irradiate a laser along a preset path to the notched area of the electrode sheet S.
  • a method of irradiating the laser along a preset path may include a method in which the laser irradiator 100 itself moves while irradiating the laser, or a method in which only the position where the laser is irradiated from the fixed laser irradiator 100 is moved.
  • Figure 2 is a perspective view schematically showing the drum 200, mask jig 300, and foreign matter ejector 400 of the laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention.
  • This is a perspective view schematically showing the drum 200 of the laser cutting device 10 according to 1.
  • Figure 4 is a perspective view schematically showing the mask jig 300 of the laser cutting device 10 according to Example 1 of the present invention.
  • the laser cutting device 10 may include a drum 200.
  • the drum 200 is in contact with the electrode sheet (S) and can move the electrode sheet (S). Specifically, the electrode sheet (S) may be moved while the part of the drum 200 in contact with the electrode sheet (S) rotates.
  • the drum 200 may have a substantially cylindrical shape. Additionally, the drum 200 may be disposed on the opposite side of the laser irradiator 100 with the electrode sheet S interposed therebetween. Accordingly, the laser may be irradiated to the side opposite to the side in contact with the drum 200.
  • the laser cutting device 10 may include a mask jig 300.
  • the mask jig 300 is disposed on the opposite side of the laser irradiator 100 with the notched area of the electrode sheet (S) interposed in order to support the notched area of the electrode sheet (S) and may be in close contact with the notched area. Specifically, the mask jig 300 may be mounted on the drum 200.
  • the mask jig 300 according to Example 1 of the present invention may be mounted on the drum 200 in a detachable form. That is, the mask jig 300 is a separate component from the drum 200 and can be mounted on the drum 200 and removed from the drum 200 when replacement is necessary.
  • the mask jig 300 when the mask jig 300 is attached to or detached from the drum 200, it may not come into contact with other parts. Conventionally, replacement of the mask jig 300 required a lot of time because it came into contact with other parts.
  • the laser cutting device 10 according to Example 1 of the present invention may not conflict with other parts on the path along which the mask jig 300 moves when the mask jig 300 is detached. That is, since the mask jig 300 can be attached to and detached from the drum 200 without interference from other parts, the time required for replacement is reduced, and process efficiency can thus be improved.
  • the drum 200 according to Example 1 of the present invention may include a rotating part 210 and a fixed part 220.
  • the rotating part 210 and the fixed part 220 of the drum 200 may be divided depending on whether they rotate. Specifically, the rotating part 210 can rotate to move the electrode sheet (S), the fixing part 220 is disposed on one side in the axial direction of the rotating part 210, and the mask jig 300 is attached to the fixing part 220. can be installed.
  • the notched area of the electrode sheet (S) may be disposed at a position corresponding to the fixing part 220 of the drum 200, and the electrode sheet (S ) may be disposed at a position corresponding to the rotating part 210 of the drum 200.
  • the laser cutting device 10 is provided on a pair of drums 200 and a pair of drums 200, respectively. It may include a pair of mask jigs 300 that are mounted. At this time, the drum 200 may be arranged symmetrically with the rotating part 210 located on the inside and the fixing part 220 located on the outside.
  • a fixing groove 230 may be formed in the fixing part 220 of the drum 200 according to the first embodiment of the present invention. That is, the mask jig 300 may be fitted into the fixing groove 230 of the fixing part 220.
  • the fixing groove 230 may be formed by indenting to correspond to the shape of the mask jig 300.
  • one surface of the mask jig 300 in contact with the electrode sheet S may be located on the same curved surface as the curved surface formed by the fixing part 220. Accordingly, the notched area of the electrode sheet (S) is in close contact with the fixing part 220 and the mask sheet 300, so that the stability of the electrode sheet (S) during the process can be improved.
  • the mask jig 300 according to Example 1 of the present invention may include an opposing portion 310 and a fastening portion 320.
  • the opposing portion 310 of the mask jig 300 has a convexly curved shape toward the notched area of the electrode sheet S and may be arranged to face the notched area. Additionally, the fastening portion 320 of the mask jig 300 may be connected to the opposing portion 310 and fastened to the drum 200.
  • the mask jig 300 including the opposing portion 310 and the fastening portion 320 may have a partially bent shape. Specifically, the mask jig 300 may have a shape in which the fastening part 320 is bent and connected to one end of the opposing part 310.
  • the opposing portion 310 may have a substantially curved plate shape, and the fastening portion 320 may have a substantially plate shape.
  • the opposing portion 310 has a shape extending on the side in a direction away from the fastening portion 320.
  • Protrusions 313 may be formed.
  • the fixing part 220 may have a side groove 231 formed in a shape corresponding to the protrusion 313 on the inner surface forming the fixing groove 230. Accordingly, the mask jig 300 can be fixed to the fixing groove 230 while the protrusion 313 is inserted into the side groove 231.
  • protrusions 313 may be formed on both sides of the opposing portion 310 connected to the fastening portion 320, respectively. Accordingly, when the mask jig 300 is inserted into the fixing groove 230, insertion may begin with one end of the protrusion 313 being inserted into the side groove 231. Additionally, when all of the protrusions 313 are inserted into the side grooves 231, the fastening portion 320 may also be placed inserted into the fixing groove 230.
  • the mask jig 300 is connected to the drum 200 from the side of the fixing part 220. It can be detached along the length direction. Accordingly, it may be easy to attach and detach the mask jig 300 from the fixing part 220.
  • the mask jig 300 includes the opposing portion 310 to efficiently prevent the electrode sheet S from flowing, and includes the fastening portion 320 to be efficiently mounted on the drum 200.
  • the fastening part 320 of the mask jig 300 may be mounted using a fastening member such as a bolt.
  • a hole into which the fastening member can be inserted is formed on one surface of the fixing part 220 of the drum 200 on which the fastening part 320 is mounted, and a hole of a similar shape is formed in the fastening part 320. It can be. Accordingly, the fastening part 320 can be mounted on the fixing part 220 while the fastening member penetrates the hole of the fastening part 320 and the hole of the fixing part 220 at the same time. At this time, members such as bolts and nuts may be used as fastening members.
  • the fastening portion 320 of the mask jig 300 may be mounted on the fixing portion 220 of the drum 200 in a different manner.
  • the opposing portion 310 of the mask jig 300 according to Example 1 of the present invention may include a stainless steel material. Additionally, one side of the opposing portion 310 facing the notched area may be coated with an AlCrN-based material. Specifically, one side of the opposing portion 310 facing the notched area may be coated with AlCrNOS.
  • the stainless steel constituting the opposing portion 310 may preferably be STS420.
  • the opposing portion 310 of the mask jig 300 made of stainless steel and coated with AlCrNOS may have improved durability and wear resistance. Accordingly, the replacement cycle of the mask jig 300 increases, and the cost used for the long-term process can be reduced, thereby improving the economic efficiency of the process.
  • a cutting hole 311 and a foreign matter collection hole 312 may be formed in the opposing portion 310 of the mask jig 300 according to Example 1 of the present invention.
  • the cutting hole 311 can be a space through which a beam cut through the notching area passes, and the foreign matter collection hole 312 can be a space into which foreign matter generated when the notching area is cut can enter. .
  • the shape of the cutting hole 311 of the opposing portion 310 disposed in the portion forming the electrode tab (T) is cut to form the desired shape. It may be determined depending on the shape of the electrode tab (T).
  • the shapes of the cutting holes 311 formed in the opposing portions 310 of the pair of mask jigs 300 may be different.
  • the foreign matter collecting hole 312 according to Example 1 of the present invention may be formed in two positions spaced apart from the cutting hole 311.
  • the shape and location of the foreign matter collecting hole 312 are determined by the process. As this progresses, it can be determined based on the location where a lot of foreign substances accumulate.
  • the drum 200 of the laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention may further include a chamber formed therein. .
  • connection hole 240 penetrating one axial surface is formed in the drum 200, and the chamber may communicate with the foreign matter collection hole 312 and the connection hole 240.
  • the connection hole 240 may be formed on one side of the fixing part 220 of the drum 200 opposite to the surface in contact with the rotating part 210, and the chamber may also be formed inside the fixing part 220.
  • Foreign substances that are collected in the foreign matter collection hole 312 and enter the inside of the drum 200 may move along the chamber and be discharged to the outside through the connection hole 240.
  • the laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention may further include a foreign matter ejector 400.
  • the foreign matter discharger 400 may be formed in communication with the connection hole 240 of the drum 200, and may discharge foreign matter generated when the notched area is cut from the inside of the drum 200 to the outside.
  • the foreign matter discharger 400 is connected to the drum 200 through the connection hole 240 of the drum 200, and can receive foreign matter to be discharged to the outside through the connection hole 240.
  • the laser cutting device 10 may include a pair of foreign matter ejectors 400.
  • the foreign matter discharger 400 may include a first pipe 410 and a second pipe 420.
  • the first pipe 410 is formed with an open top so that foreign substances generated when the notched area is cut can flow in through the open top. That is, the first pipe 410 can receive foreign substances through the open top in addition to foreign substances received inside the fixing part 220 of the drum 200 through the connection hole 240.
  • One end of the first pipe 410 may be connected to the fixing part 220 of the drum 200, and the other end may be connected to the second pipe 420.
  • the second pipe 420 may be connected to the other end of the first pipe 410 and extend in a direction away from the drum 200.
  • the first pipe 410 may have a shape that extends horizontally, and the second pipe 420 may have a shape that is partially bent and extended downward.
  • the first pipe 410 and the second pipe 420 may have different shapes as needed.
  • the laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention may further include an aspirator.
  • the suction device is connected to the second pipe 420 of the foreign matter discharger 400 and can suck foreign substances flowing into the second pipe 420.
  • the laser cutting device 10 can prevent foreign substances from continuously accumulating inside, including the inhaler.
  • the laser cutting device 10 may include a pair of suction devices.
  • Foreign matter may flow into the chamber inside the drum 200 through the foreign matter collection hole 312 of the mask jig 300 and move along the chamber to the connection hole 240. Thereafter, the foreign matter may be moved to the first pipe 410 of the foreign matter discharger 400 through the connection hole 240 and sucked into the inhaler along the first pipe 410 and the second pipe 420. Foreign substances can be discharged to the outside through this process.
  • first pipe 410 may flow in through the open upper part of the first pipe 410 and be inhaled by an inhaler along the second pipe 420.
  • Figure 5 is a plan view schematically showing how the electrode sheet S is notched using the laser cutting device 10 according to Example 1 of the present invention.
  • the electrode tab T is formed by the laser cutting device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the electrode sheet S may be cut into different shapes on both sides. At this time, an uncoated portion may be processed at one end of the electrode sheet (S) to form an electrode tab (T), and the other end may be cut into a required shape where the active material is applied.
  • the laser cutting device 10 according to Example 1 of the present invention can shorten the replacement time of equipment when changing the electrode sheet (S) and improve economic efficiency by increasing the replacement cycle of equipment due to aging.
  • the efficiency of the process can be improved by including a mask jig 300 to prevent the electrode sheet S from moving during the process.
  • Figure 6 is a perspective view schematically showing the drum, mask jig 300, and foreign matter ejector 400 of the laser cutting device according to Example 2 of the present invention.
  • the present invention provides, as Example 2, a laser cutting device including a drum of another type.
  • the components included in the laser cutting device 10 according to Example 1 of the present invention can all be formed as a pair. That is, the drum 200 according to Embodiment 1 may also be formed as a pair, and the laser cutting device according to Embodiment 2 of the present invention may include one drum having an elongated shape.
  • the rotating part 210 of the drum may be placed in the center, and fixing parts 220a and 220b may be placed on both sides of the rotating part 210, respectively.
  • the drum fixing parts 220a and 220b may be formed to be symmetrical to each other with respect to the rotating part 210.
  • the middle part of the electrode sheet (S) where cutting is not in progress is in contact with the rotating part 210 of the drum, and both ends of the electrode sheet (S) where cutting is in progress are fixed parts (220a, 220b) formed on both sides of the drum. can be contacted with each.
  • a pair of mask jigs 300 may be disposed on each of the fixing parts 220a and 220b on both sides, and a pair of foreign matter ejectors 400 may be connected to the fixing parts 220a and 220b on both sides, respectively. .
  • the pair of mask jigs 300 and the pair of foreign matter ejectors 400 use the rotating part 210 of the drum. They can be formed to be symmetrical to each other as a standard.
  • the laser cutting device of Example 2 differs only in that one drum of an elongated shape is disposed, and has other configurations. The effect can be achieved in the same way.

Abstract

본 발명은, 전극 모델 변경 시 설비의 교체 시간을 단축시키고, 노후화로 인한 설비의 교체 주기를 늘리며, 공정 진행 중 전극의 유동을 방지하기 위한 마스크 지그를 포함하여 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 레이저 커팅 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이저 커팅 장치는, 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치로서, 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 전극 시트를 이동시키는 드럼 및 노칭 영역을 지지하도록 노칭 영역을 사이에 두고 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고, 마스크 지그는, 드럼에 탈착 가능할 수 있다.

Description

레이저 커팅 장치
관련 출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 06월 03일자 한국특허출원 제10-2022-0068486호 및 2023년 3월 28일자 한국특허출원 제10-2023-0040565호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 레이저 커팅 장치에 관한 것으로서, 좀 더 자세히는 이차 전지 제조 시 사용되는 전극을 커팅하기 위한 레이저 커팅 장치에 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.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
일반적으로, 이러한 이차 전지는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제, 바인더 등이 혼합된 전극 합제를 도포한 후 건조하여, 전극을 제조하고, 제조된 전극을 분리막과 함께 적층한 후, 전해액과 함께 전지 케이스에 내장 및 밀봉함으로써, 완성된다.
이때, 전극은 긴 시트 형상으로 이루어진 전극 집전체 상에 전극 활물질이 도포되어 제조된 전극 시트를 원하는 형태로 커팅하는 노칭(notching) 공정이 진행된 후, 소망하는 길이로 잘라 제조된다.
종래의 노칭 공정은 프레스 금형을 이용하여 전극을 물리적으로 커팅하는 방식 또는 레이저를 조사하여 커팅하는 방식 등을 채택하였다.
프레스 금형을 이용한 방식은 프레스 금형의 노후화로 인한 금형 연마 비용의 발생으로 공정의 경제성 저하 및 프레스 금형 교체로 인한 설비 부동 문제가 존재하였고, 레이저를 조사하는 방식 역시 설비의 교체에 소모되는 비용과 시간으로 인한 경제성 저하 문제가 존재하였다.
이러한 문제의 해결을 위하여 레이저를 이용하여 효율적으로 전극의 노칭 공정을 수행하는 레이저 커팅 장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전극 모델 변경 시 설비의 교체 시간을 단축시키고, 노후화로 인한 설비의 교체 주기를 늘리며, 공정 진행 중 전극의 유동을 방지하기 위한 지그를 포함하여 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 레이저 커팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 레이저 커팅 장치는, 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치로서, 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 전극 시트를 이동시키는 드럼 및 노칭 영역을 지지하도록 노칭 영역을 사이에 두고 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고, 마스크 지그는, 드럼에 탈착 가능할 수 있다.
드럼은, 전극 시트를 이동시키기 위해 회전하는 회전부 및 회전부의 축방향 일측에 배치되며 마스크 지그가 장착되는 고정부를 포함할 수 있다.
고정부는, 마스크 지그가 피팅되는 고정홈이 형성될 수 있다.
마스크 지그는, 노칭 영역을 향해 볼록하게 휘어진 형상을 갖고, 노칭 영역을 향하는 대향부 및 대향부에 연결되어 드럼에 체결되는 체결부를 포함할 수 있다.
대향부는, 스테인리스 스틸 재질을 포함할 수 있다.
대향부는, 측면에 체결부와 멀어지는 방향으로 연장되는 형상의 돌기가 형성되고, 고정부는, 고정홈을 형성하는 내측면에 돌기와 대응되는 형상의 측면홈이 형성되고, 돌기가 측면홈에 삽입되면서 마스크 지그가 고정홈에 고정될 수 있다.
대향부는, 노칭 영역을 커팅한 레이저 빔이 통과하는 커팅홀 및 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 유입되는 이물 포집홀이 형성될 수 있다.
드럼은, 축방향 일면을 관통하는 연결홀이 형성되고, 내부에 배치되고, 이물 포집홀 및 연결홀과 연통되는 챔버를 포함할 수 있다.
레이저 커팅 장치는, 연결홀과 연통되며 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질을 배출하는 이물 배출기를 더 포함할 수 있다.
이물 배출기는, 일단이 드럼에 연결되고, 상부가 개방되어 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 유입되는 제1 배관 및 제1 배관의 타단에 연결되어 드럼과 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 배관을 포함할 수 있다.
레이저 커팅 장치는, 제2 배관에 연결되어 제2 배관의 내부로 유입되는 이물질을 흡입하는 흡입기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 커팅 장치는, 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치에 있어서, 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기 및 노칭 영역을 지지하도록 노칭 영역을 사이에 두고 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고, 마스크 지그는, 레이저 조사기와 대향하는 일면이 AlCrN계로 코팅될 수 있다.
마스크 지그는, 레이저 조사기와 대향하는 일면이 AlCrNOS로 코팅될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 커팅 장치는, 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치로서, 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기, 전극 시트를 이동시키는 드럼 및 노칭 영역을 지지하도록 노칭 영역을 사이에 두고 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고, 마스크 지그는, 드럼에 탈착 가능할 수 있다.
그에 따라, 전극 모델 변경 시 설비의 교체 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 마스크 지그의 교체 시 다른 부품의 영향을 받지 않으므로, 마스크 지그의 교체가 보다 용이할 수 있다.
또한, 노후화로 인한 설비의 교체 주기를 늘릴 수 있다.
또한, 공정 진행 중 전극의 유동을 방지하기 위한 마스크 지그를 포함하여 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시한 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치의 드럼, 마스크 지그 및 이물 배출기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치의 드럼을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치의 마스크 지그를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치로 전극 시트가 노칭되는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 레이저 커팅 장치의 드럼, 마스크 지그 및 이물 배출기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
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 청구범위에 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 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명은 이동 중인 전극 시트(S)에 전극 탭(T)을 노칭하는 레이저 커팅 장치(10)를 실시예 1로 제공한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 레이저 커팅 장치(10)는 레이저 조사기(100), 드럼(200) 및 마스크 지그(300)를 포함할 수 있다.
이차 전지를 제조하는 과정 중에서 전극 탭(T)을 형성하는 공정은, 금속 집전체에서 활물질이 도포되지 않는 단부의 일부를 전극 탭(T)의 형상으로 커팅하는 공정으로서, 상하 교차 운동하는 펀치 등의 장치를 이용한 커팅 공정 또는 레이저를 조사하여 커팅하는 레이저 커팅 공정 등이 이용될 수 있다. 본 발명은, 레이저 커팅 공정에 사용되는 레이저 커팅 장치(10)에 대한 발명이다.
전극 시트(S)의 커팅을 위한 레이저를 조사하는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 레이저 조사기(100)를 포함할 수 있다.
전극 시트(S)의 양단을 커팅하기 위해 레이저 커팅 장치(10)는 서로 다른 위치에 레이저를 조사하는 한 쌍의 레이저 조사기(100)를 포함할 수 있다.
레이저 조사기(100)는 전극 시트(S)의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사할 수 있다. 여기서, 기설정된 경로를 따라 레이저를 조사하는 방식으로는 레이저 조사기(100) 자체가 이동하면서 조사하는 방식 또는 고정된 레이저 조사기(100)에서 레이저가 조사되는 위치만 이동되는 방식이 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)의 드럼(200), 마스크 지그(300) 및 이물 배출기(400)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)의 드럼(200)을 개략적으로 도시한 사시도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)의 마스크 지그(300)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
전극 시트(S)를 이동시키기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 드럼(200)을 포함할 수 있다.
드럼(200)은 전극 시트(S)와 접촉하며 전극 시트(S)를 이동시킬 수 있다. 구체적으로는, 전극 시트(S)와 접촉하는 드럼(200)의 일부가 회전하면서 전극 시트(S)를 이동시킬 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 드럼(200)은 대략 원기둥 형상을 가질 수 있다. 또한, 드럼(200)은 전극 시트(S)를 사이에 두고 레이저 조사기(100)의 반대편에 배치될 수 있다. 따라서, 드럼(200)과 접촉하는 면의 반대쪽 면에 레이저가 조사될 수 있다.
노칭 공정의 진행 중에 전극 시트(S)의 유동을 방지하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 마스크 지그(300)를 포함할 수 있다.
마스크 지그(300)는 전극 시트(S)의 노칭 영역을 지지하기 위해 전극 시트(S)의 노칭 영역을 사이에 두고 레이저 조사기(100)의 반대편에 배치되며 노칭 영역에 밀착될 수 있다. 구체적으로는, 마스크 지그(300)는 드럼(200)에 장착될 수 있다.
전극 시트(S)는 마스크 지그(300)에 밀착된 상태에서 레이저에 의한 커팅이 진행되므로, 전극 시트(S)가 불필요하게 유동하는 등의 방해 요소가 감소될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 마스크 지그(300)는 드럼(200)에 탈착 가능한 형태로 장착될 수 있다. 즉, 마스크 지그(300)는 드럼(200)과 별도의 구성으로서, 드럼(200)에 장착이 가능하고, 교체가 필요한 경우 드럼(200)으로부터 제거될 수 있다.
이와 관련하여, 마스크 지그(300)는 드럼(200)에 탈착될 때, 다른 부품과의 저촉이 발생하지 않을 수 있다. 종래에는 마스크 지그(300)의 교체를 위해 다른 부품과의 저촉이 발생하므로, 마스크 지그(300)의 교체에 많은 시간이 소모되었다. 반면, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 마스크 지그(300)의 탈착 시에 마스크 지그(300)가 이동하는 경로 상에서 다른 부품과 저촉이 발생하지 않을 수 있다. 즉, 마스크 지그(300)가 다른 부품들의 간섭없이 드럼(200)에 탈착 가능하므로, 교체에 소모되는 시간이 감소되고, 이에 따라 공정의 효율성이 향상될 수 있다. 본 발명의 실시예 1에 따른 드럼(200)은 회전부(210) 및 고정부(220)를 포함할 수 있다.
드럼(200)의 회전부(210)와 고정부(220)는 회전 여부에 따라 나뉠 수 있다. 구체적으로, 회전부(210)는 전극 시트(S)를 이동시키기 위해 회전할 수 있고, 고정부(220)는 회전부(210)의 축방향 일측에 배치되며 고정부(220)에 마스크 지그(300)가 장착될 수 있다.
드럼(200)과 전극 시트(S)의 위치에 관하여 설명하면, 전극 시트(S)의 노칭 영역이 드럼(200)의 고정부(220)와 대응되는 위치에 배치될 수 있고, 전극 시트(S)의 노칭 영역을 제외한 부분이 드럼(200)의 회전부(210)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
한편, 전극 시트(S)의 양단에서 레이저에 의한 커팅이 진행되므로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 한 쌍의 드럼(200)과 한 쌍의 드럼(200) 각각에 장착되는 한 쌍의 마스크 지그(300)를 포함할 수 있다. 이 때, 드럼(200)은 각각 회전부(210)가 안쪽에 위치하고, 고정부(220)가 바깥쪽에 위치하여 서로 대칭이 되도록 배치될 수 있다.
마스크 지그(300)의 효율적인 장착을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 드럼(200)의 고정부(220)에는 고정홈(230)이 형성될 수 있다. 즉, 고정부(220)의 고정홈(230)에는 마스크 지그(300)가 피팅될 수 있다.
마스크 지그(300)의 피팅을 위해 고정홈(230)은 마스크 지그(300)의 형상과 대응되도록 만입되어 형성될 수 있다.
이 때, 전극 시트(S)와 접촉하는 마스크 지그(300)의 일면은 고정부(220)가 형성하는 곡면과 동일한 곡면 상에 위치할 수 있다. 따라서, 전극 시트(S)의 노칭 영역은 고정부(220) 및 마스크 시트(300)에 밀착되어 공정 중 전극 시트(S)의 안정성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 마스크 지그(300)는 대향부(310) 및 체결부(320)를 포함할 수 있다.
도 2 및 4를 참조하면, 마스크 지그(300)의 대향부(310)는 전극 시트(S)의 노칭 영역을 향해 볼록하게 휘어진 형상을 갖고, 노칭 영역을 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 마스크 지그(300)의 체결부(320)는 대향부(310)에 연결되어 드럼(200)에 체결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 대향부(310) 및 체결부(320)를 포함하는 마스크 지그(300)는 일부가 절곡된 형상을 가질 수 있다. 구체적으로는, 마스크 지그(300)는 대향부(310)의 일단에 체결부(320)가 절곡되게 연결된 형태를 가질 수 있다.
대향부(310)는 대략 휘어진 판 형상을 가질 수 있고, 체결부(320)는 대략 판 형상을 가질 수 있다.
한편, 마스크 지그(300)가 고정홈(230)에 고정되기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 대향부(310)는 측면에 체결부(320)와 멀어지는 방향으로 연장되는 형상의 돌기(313)가 형성될 수 있다. 또한, 고정부(220)는, 고정홈(230)을 형성하는 내측면에 돌기(313)와 대응되는 형상의 측면홈(231)이 형성될 수 있다. 따라서, 돌기(313)가 측면홈(231)에 삽입되면서 마스크 지그(300)가 고정홈(230)에 고정될 수 있다.
구체적으로는, 체결부(320)와 연결된 대향부(310)의 양 측면에 각각 돌기(313)가 형성될 수 있다. 따라서, 마스크 지그(300)가 고정홈(230)에 삽입될 때 돌기(313)의 일단이 측면홈(231)에 삽입되면서 삽입이 시작될 수 있다. 또한, 돌기(313)가 측면홈(231)에 모두 삽입된 상태가 되면, 체결부(320) 또한 고정홈(230)에 삽입된 상태로 배치될 수 있다.
돌기(313)가 측면홈(231)에 삽입된 상태로 마스크 지그(300)가 고정홈(230)에 고정되면, 전극 시트(S)를 향하는 방향에 대한 마스크 지그(300)의 이동이 방지되므로, 마스크 지그(300)의 고정력이 향상될 수 있다.
또한, 대향부(310)의 돌기(313)가 측면에서 체결부(320)와 멀어지는 방향으로 연장되는 형상을 가지므로, 마스크 지그(300)가 고정부(220)의 측면으로부터 드럼(200)의 길이 방향을 따라 탈착될 수 있다. 따라서, 마스크 지그(300)를 고정부(220)에 탈착하는 것이 용이할 수 있다.
마스크 지그(300)는 대향부(310)를 포함하여 전극 시트(S)의 유동을 효율적으로 방지할 수 있고, 체결부(320)를 포함하여 드럼(200)에 효율적으로 장착될 수 있다.
마스크 지그(300)의 체결부(320)가 드럼(200)의 고정부(220)에 장착되는 방식의 일례로, 볼트 등의 체결 부재를 활용하는 방식으로 장착될 수 있다.
구체적으로는, 체결부(320)가 장착되는 드럼(200)의 고정부(220)의 일면에 체결 부재가 삽입될 수 있는 홀이 형성되어 있고, 체결부(320)에도 유사한 형태의 홀이 형성될 수 있다. 따라서, 체결 부재가 체결부(320)의 홀과 고정부(220)의 홀을 동시에 관통하면서 체결부(320)가 고정부(220)에 장착될 수 있다. 이 때, 체결 부재로는 볼트와 너트 등의 부재가 사용될 수 있다.
앞서 설명한 예시 외에 다른 방식으로 마스크 지그(300)의 체결부(320)가 드럼(200)의 고정부(220)에 장착될 수도 있다.
내구성 강화를 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 마스크 지그(300)의 대향부(310)는 스테인리스 스틸 재질을 포함할 수 있다. 또한, 대향부(310)는 노칭 영역과 마주보는 일면이 AlCrN계의 물질로 코팅될 수 있다. 구체적으로는, 대향부(310)는 노칭 영역과 마주보는 일면이 AlCrNOS로 코팅될 수 있다.
이 때, 대향부(310)를 구성하는 스테인리스 스틸은 바람직하게는 STS420이 사용될 수 있다.
스테인리스 스틸 재질로 이루어지고, AlCrNOS로 코팅된 마스크 지그(300)의 대향부(310)는 내구성, 내마모성 등이 향상될 수 있다. 따라서, 마스크 지그(300)의 교체 주기가 증가하고, 장기적으로 공정 진행에 사용되는 비용은 감소하여 공정의 경제성이 향상될 수 있다.
노칭 공정의 효율성을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 마스크 지그(300)의 대향부(310)에는 커팅홀(311) 및 이물 포집홀(312)이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 커팅홀(311)은 노칭 영역을 커팅한 빔이 통과하는 공간이 될 수 있고, 이물 포집홀(312)은 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 유입되는 공간이 될 수 있다.
레이저의 조사를 통해 이동하는 전극 시트(S)를 원하는 형상으로 커팅하기 때문에, 전극 탭(T)을 형성하는 부분에 배치되는 대향부(310)의 커팅홀(311) 형상은 커팅하여 형성하고자 하는 전극 탭(T)의 형상에 따라 정해질 수 있다.
또한, 전극 시트(S)의 양단에 커팅하는 형상이 다르므로, 한 쌍의 마스크 지그(300)의 대향부(310)에 형성되는 커팅홀(311)의 형상은 서로 다를 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 이물 포집홀(312)은 커팅홀(311)과 이격되어 두 개의 위치에 형성될 수 있는데, 이물 포집홀(312)의 형상 및 위치는 공정이 진행되면서 이물질들이 많이 쌓이는 위치를 바탕으로 정해질 수 있다.
이물 포집홀(312)을 통해 포집되는 이물들이 이동하는 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)의 드럼(200)은 내부에 형성되는 챔버를 더 포함할 수 있다.
구체적으로는, 드럼(200)에는 축방향 일면을 관통하는 연결홀(240)이 형성되고, 챔버는 이물 포집홀(312) 및 연결홀(240)과 연통될 수 있다. 여기서 연결홀(240)은 드럼(200)의 고정부(220)에서 회전부(210)와 맞닿는 면의 반대쪽 일면에 형성될 수 있고, 챔버 역시 고정부(220)의 내부에 형성될 수 있다.
이물 포집홀(312)에서 포집되어 드럼(200)의 내부로 들어오는 이물질은 챔버를 따라 이동하여 연결홀(240)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
이물질을 외부로 배출하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 이물 배출기(400)를 더 포함할 수 있다.
이물 배출기(400)는 드럼(200)의 연결홀(240)과 연통되어 형성될 수 있고, 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질을 드럼(200)의 내부에서 외부로 배출할 수 있다. 이물 배출기(400)는 드럼(200)의 연결홀(240)을 통해 드럼(200)과 연결되고, 연결홀(240)을 통해 외부로 배출할 이물질을 받을 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 커팅이 전극 시트(S)의 양쪽에서 진행되므로 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 한 쌍의 이물 배출기(400)를 포함할 수 있다.
공정에서 발생하여 드럼(200)의 고정부(220) 내부에 쌓이는 이물질이 이물 배출기(400)를 통해 배출되므로, 이물질을 청소하기 위한 설비의 부동 시간을 감소시켜 공정의 효율성이 향상될 수 있다.
이물질의 효율적인 배출을 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 이물 배출기(400)는 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)을 포함할 수 있다.
제1 배관(410)은 상부가 개방되게 형성되어 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 개방된 상부를 통해서 유입될 수 있다. 즉, 제1 배관(410)은 연결홀(240)을 통해 드럼(200)의 고정부(220) 내부에서 받은 이물질 외에도 개방된 상부를 통해 이물질을 받을 수 있다.
제1 배관(410)은 일단이 드럼(200)의 고정부(220)에 연결되고, 타단이 제2 배관(420)과 연결될 수 있다.
제2 배관(420)은 제1 배관(410)의 타단에 연결되어 드럼(200)으로부터 멀어지는 방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 제1 배관(410)은 수평으로 연장된 형상을 가질 수 있고, 제2 배관(420)은 일부가 절곡되어 아래 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)은 필요에 따라 다른 형상을 가질 수 있다.
이물질이 이물 배출기(400) 내에서 이동되는 힘을 제공하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 흡입기를 더 포함할 수 있다.
흡입기는 이물 배출기(400)의 제2 배관(420)에 연결되어 제2 배관(420)의 내부로 유입되는 이물질을 흡입할 수 있다.
레이저 커팅 장치(10)는 흡입기를 포함하여 내부에 이물질이 지속적으로 쌓이는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 커팅이 전극 시트(S)의 양쪽에서 진행되므로 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 한 쌍의 흡입기를 포함할 수 있다.
노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 이동하는 경로를 정리하면 다음과 같다.
이물질은 마스크 지그(300)의 이물 포집홀(312)을 통해 드럼(200) 내부의 챔버로 유입되고, 챔버를 따라 연결홀(240)까지 이동될 수 있다. 그 후, 이물질은 연결홀(240)을 통해 이물 배출기(400)의 제1 배관(410)으로 이동되어 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)을 따라 흡입기로 흡입될 수 있다. 이물질은 이러한 과정을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 제1 배관(410)의 개방된 상부를 통해 유입되어 제2 배관(420)을 따라 흡입기로 흡입될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)로 전극 시트(S)가 노칭되는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)에 의해 전극 탭(T)이 형성되는 모습을 대략적으로 알 수 있다.
도 5를 기준으로, 전극 시트(S)가 왼족에서 오른쪽으로 이동할 때, 왼쪽이 전극 시트(S)가 레이저 커팅 장치(10)에 의해 커팅되기 전이고, 오른쪽이 커팅된 후의 모습이다.
도 5의 상부 및 하부에 도시되어 있듯이, 전극 시트(S)는 양쪽에서 다른 형상으로 커팅될 수 있다. 이 때, 전극 시트(S)의 일단에는 무지부가 가공되어 전극 탭(T)이 형성될 수 있고, 타단은 활물질이 도포된 부분이 필요한 형상으로 커팅될 수 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)는 전극 시트(S)의 변경 시 설비의 교체 시간을 단축시킬 수 있고, 노후화로 인한 설비의 교체 주기를 늘려 경제성을 향상시킬 수 있다. 또한, 공정 진행 중 전극 시트(S)의 유동을 방지하기 위한 마스크 지그(300)를 포함하여 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 레이저 커팅 장치의 드럼, 마스크 지그(300) 및 이물 배출기(400)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
본 발명은 다른 형태의 드럼을 포함하는 레이저 커팅 장치를 실시예 2로 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)의 구성과 동일한 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
전극 시트(S)의 양단에서 레이저에 의한 커팅이 진행되므로, 본 발명의 실시예 1에 따른 레이저 커팅 장치(10)가 포함하는 구성들은 모두 한 쌍으로 형성될 수 있다. 즉, 실시예 1에 따른 드럼(200) 역시 한 쌍으로 형성될 수 있는데, 본 발명의 실시예 2에 따른 레이저 커팅 장치는 길게 연장된 형상을 가지는 하나의 드럼을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 드럼의 회전부(210)가 가운데 배치되고, 회전부(210)의 양쪽으로 고정부(220a, 220b)가 각각 배치될 수 있다. 이 때, 드럼의 고정부(220a, 220b)들은 회전부(210)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성될 수 있다.
따라서, 커팅이 진행되지 않는 전극 시트(S)의 가운데 부분이 드럼의 회전부(210)와 접촉하고, 커팅이 진행되는 전극 시트(S)의 양단은 드럼의 양쪽에 형성된 고정부(220a, 220b)와 각각 접촉할 수 있다.
여기서, 한 쌍의 마스크 지그(300)가 양쪽의 고정부(220a, 220b)에 각각 배치될 수 있고, 한 쌍의 이물 배출기(400)가 양쪽의 고정부(220a, 220b)에 각각 연결될 수 있다.
마스크 지그(300)의 대향부(310)에 형성되는 커팅홀(311)의 형상을 제외하면, 한 쌍의 마스크 지그(300) 및 한 쌍의 이물 배출기(400)는 드럼의 회전부(210)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 형성될 수 있다.
드럼(200)이 양쪽에 각각 배치되는 실시예 1의 레이저 커팅 장치(10)와 비교하여, 실시예 2의 레이저 커팅 장치는 길게 연장된 형상의 드럼 하나가 배치된다는 차이가 있을 뿐, 다른 구성들에 의한 효과는 동일하게 발휘할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
[부호의 설명]
S: 전극 시트
T: 전극 탭
10: 레이저 커팅 장치
100: 레이저 조사기
200: 드럼
210: 회전부
220, 220a, 220b: 고정부
230: 고정홈
231: 측면홈
240: 연결홀
300: 마스크 지그
310: 대향부
311: 커팅홀
312: 이물 포집홀
313: 돌기
320: 체결부
400: 이물 배출기
410: 제1 배관
420: 제2 배관

Claims (13)

  1. 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치에 있어서,
    상기 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기;
    상기 전극 시트를 이동시키는 드럼; 및
    상기 노칭 영역을 지지하도록 상기 노칭 영역을 사이에 두고 상기 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고,
    상기 마스크 지그는,
    상기 드럼에 탈착 가능한 레이저 커팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드럼은,
    상기 전극 시트를 이동시키기 위해 회전하는 회전부; 및
    상기 회전부의 축방향 일측에 배치되며 상기 마스크 지그가 장착되는 고정부를 포함하는 레이저 커팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정부는,
    상기 마스크 지그가 피팅되는 고정홈이 형성되는 레이저 커팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스크 지그는,
    상기 노칭 영역을 향해 볼록하게 휘어진 형상을 갖고, 상기 노칭 영역을 향하는 대향부; 및
    상기 대향부에 연결되어 상기 드럼에 체결되는 체결부를 포함하는 레이저 커팅 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대향부는,
    스테인리스 스틸 재질을 포함하는 레이저 커팅 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 대향부는,
    측면에 상기 체결부와 멀어지는 방향으로 연장되는 형상의 돌기가 형성되고,
    상기 고정부는,
    상기 고정홈을 형성하는 내측면에 상기 돌기와 대응되는 형상의 측면홈이 형성되고,
    상기 돌기가 상기 측면홈에 삽입되면서 상기 마스크 지그가 상기 고정홈에 고정되는 레이저 커팅 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 대향부는,
    상기 노칭 영역을 커팅한 레이저 빔이 통과하는 커팅홀; 및
    상기 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 유입되는 이물 포집홀이 형성되는 레이저 커팅 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 드럼은,
    축방향 일면을 관통하는 연결홀이 형성되고,
    내부에 배치되고, 상기 이물 포집홀 및 상기 연결홀과 연통되는 챔버를 포함하는 레이저 커팅 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결홀과 연통되며 상기 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질을 배출하는 이물 배출기를 더 포함하는 레이저 커팅 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이물 배출기는,
    일단이 상기 드럼에 연결되고, 상부가 개방되어 상기 노칭 영역이 커팅되면서 발생하는 이물질이 유입되는 제1 배관; 및
    상기 제1 배관의 타단에 연결되어 상기 드럼과 멀어지는 방향으로 연장되는 제2 배관을 포함하는 레이저 커팅 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 배관에 연결되어 상기 제2 배관의 내부로 유입되는 이물질을 흡입하는 흡입기를 더 포함하는 레이저 커팅 장치.
  12. 이동 중인 전극 시트에 전극 탭을 노칭하는 레이저 커팅 장치에 있어서,
    상기 전극 시트의 노칭 영역에 기설정된 경로를 따라 반복적으로 레이저를 조사하는 레이저 조사기; 및
    상기 노칭 영역을 지지하도록 상기 노칭 영역을 사이에 두고 상기 레이저 조사기의 반대편에 배치되는 마스크 지그를 포함하고,
    상기 마스크 지그는,
    상기 레이저 조사기와 대향하는 일면이 AlCrN계로 코팅되는 레이저 커팅 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 마스크 지그는,
    상기 레이저 조사기와 대향하는 일면이 AlCrNOS로 코팅되는 레이저 커팅 장치.
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