WO2024043640A1 - 이차 전지 제조 장치 - Google Patents

이차 전지 제조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치는, 일면에 이차 전지 재료를 포함하는 시트가 위치하는 기판; 상기 시트를 초음파 절단하는 나이프, 상기 나이프가 장착되어 고정되는 지지부를 포함하는 커팅 부재; 및 전원으로부터 전력을 전달받아 상기 커팅부재에 초음파 진동을 가하는 진동자를 포함하고, 상기 커팅 부재는 상기 시트에 초음파 진동을 가하여 상기 시트를 커팅할 수 있다.

Description

이차 전지 제조 장치
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2022년 8월 23일자 한국 특허 출원 제10-2022-0105363호, 2023년 8월 4일자 한국 특허 출원 제10-2023-0102321호, 및 2023년 8월 4일자 한국 특허 출원 제10-2023-0102322호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이차 전지 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 파우치 실링 시간을 단축시키면서 전지셀 실링 품질이 확보 가능한 전지셀 제조 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.
대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 한다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤(권취형) 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체 등을 들 수 있다. 이 중 스택형(적층형) 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 우선 시트형의 양극들과 음극들을 커팅할 필요가 있다.
도 1은 종래의 이차 전지 제조 장치를 나타내는 도면이다. 도 2는 종래의 이차 전지 제조 장치로 시트를 커팅시, 이차 전지 재료가 소착되는 것을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 이차 전지 제조 장치(10)는 커팅 부재(20)로 시트(11)를 커팅할 수 있다. 시트(11)는 전극 시트나 분리막 시트를 포함할 수 있다.
구체적으로, 커팅 부재(20)는 제1 방향(z축 방향 및 -z축 방향)으로 이동하면서, 제2 방향(x축 방향)으로 이동하는 시트(11)를 커팅할 수 있다.
다만, 시트(11)를 반복적으로 절단하다 보면, 커팅 부재(20)에 마찰 등에 의한 열이 발생하면서, 절단된 시트(11)의 비산물 등이 소착될 수 있다. 보다 자세하게는, 상기 비산물 등은 커팅 부재(20)의 칼날에 접촉된 상태로, 칼날 경사면 방향으로 올라가면서 소착된다. 따라서, 커팅 부재(20)에 소착된 시트의 비산물 등으로 인해, 커팅된 시트(11)의 절단면은 매끄럽지 않을 수 있다.
또한, 전극 시트(11)를 반복적으로 절단하다 보면, 커팅 부재(20)의 날이 무뎌질 수 있다. 날이 무뎌진 커팅 부재(20)로 전극 시트(11)를 커팅하면, 커팅된 전극이나 분리막(12)의 절단면이 매끄럽지 않을 수 있다.
따라서, 커팅 부재(20)에 시트의 비산물 등이 소착되거나, 커팅 부재(20)의 날이 무뎌짐으로써, 전극의 품질 불량이 발생할 수 있다는 문제점이 존재하므로, 상기와 같은 문제 발생을 줄이려는 시도가 계속되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차 전지 제조 공정의 효율성을 향상시키고, 안전성이 개선된 이차 전지를 제조하기 위한 이차 전지 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치는, 일면에 이차 전지 재료를 포함하는 시트가 위치하는 기판; 상기 시트를 초음파 절단하는 나이프, 상기 나이프가 장착되어 고정되는 지지부를 포함하는 커팅 부재; 및 전원으로부터 전력을 전달받아 상기 커팅부재에 초음파 진동을 가하는 진동자를 포함한다. 여기서, 상기 커팅 부재는 상기 시트에 초음파 진동을 가하여 상기 시트를 커팅할 수 있다.
상기 시트가 불량으로 커팅될 때 공진이 발생할 수 있다.
상기 시트가 정상적으로 커팅될 때, 상기 진동자에 인가되는 전력은 제1 전력이고, 상기 시트가 불량으로 커팅될 때, 상기 진동자에 인가되는 전력은 제2 전력일 수 있다.
상기 전원과 전기적으로 연결된 센서부 및 제어부를 더 포함하고, 상기 센서부는 상기 진동자에 가해지는 전력을 인식한 후, 상기 전력 값의 범위에 따른 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하며, 상기 제어부는 상기 전기적 신호에 따라 상기 커팅부재의 작동을 제어할 수 있다.
상기 센서부가 상기 제1 전력을 인식하면 제1 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 커팅부재가 계속적으로 작동하도록 제어하며, 상기 센서부가 상기 제2 전력을 인식하면 제2 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 커팅부재의 작동을 중지할 수 있다.
상기 전원과 전기적으로 연결된 표시부를 더 포함하고, 상기 표시부는 상기 진동자에 가해지는 전력을 나타낼 수 있다.
상기 지지부는, 상기 지지부를 관통하는 홀을 포함할 수 있다.
상기 진동자는, 상기 진동자를 관통하는 홀을 포함할 수 있다.
상기 기판은, 상기 시트가 위치하는 기판의 일면 상에 위치하는 손상 방지층을 더 포함할 수 있다.
상기 손상 방지층은, 5HS 내지 85HS의 쇼어 경도(Shore hardness)를 가질 수 있다.
상기 손상 방지층은, PVC(Polyvinyl Chloride), 실리콘, MC 나일론(Mono Cast Nylon), 테플론, PET(polyethylene terephthalate)일 수 있다.
또는, 상기 손상 방지층은, 고강도 및 고탄성 극한 성능 섬유일 수 있다.
상기 손상 방지층은, 인장 강도가 20g/d 이상이면서 탄성률이 500g/d 이상일 수 있다.
상기 손상 방지층은, p-아라미드(para-Aramid) 또는 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)일 수 있다.
실시예들에 따르면, 이차 전지 재료의 커팅 시 발생하는 비산물 등이 커팅 부재에 소착되지 않음으로써, 전극의 품질이 향상될 수 있고, 이차 전지의 안전성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 이차 전지 제조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 이차 전지 제조 장치로 시트를 커팅시, 이차 전지 재료가 소착되는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 도 3의 커팅 부재 및 진동자를 제3 방향에서 바라본 도면이다.
도 5는 이차 전지의 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6(a)는 사용자가 이차 전지 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이고, 도 6(b)는 이차 전지 제조 시스템이 이차 전지 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 돌출부가 구비되는 위치에 따른 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 오목부가 구비되는 위치에 따른 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12의 기판의 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치를 나타내는 사시도이다. 도 4는 본 발명의 도 3의 커팅 부재 및 진동자를 제3 방향에서 바라본 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치(100)는 기판(130), 커팅 부재(200) 및 진동자(300)를 포함한다.
기판(substrate, 130)은 평평한 판일 수 있다. 기판(130)의 일 면에는 시트(110)가 위치할 수 있다. 시트(110)는 이차 전지 재료를 포함할 수 있다. 일 예로, 시트(110)는 전극 시트이거나 분리막 시트일 수 있다.
기판(130)은 제2 방향(D2)으로 이동할 수 있고, 기판(130)의 이동과 함께 시트(110)도 이동될 수 있다. 여기서 제2 방향(D2)은 기판(130)과 평행한 방향일 수 있다.
커팅 부재(200)는 제1 방향(D1)으로 이동하면서, 시트(110)와 접할 수 있다. 제1 방향(D1)은 기판(130)과 수직인 방향일 수 있다. 본 도면에서 제1 방향(D1)은 좌표계 상 일 방향으로 도시되어 있지만, 이는 좌표계 상 일 방향뿐만 아니라 이와 대향하는 방향도 포함하는 것이며, 이는 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)도 동일하게 이해될 것이다.
커팅 부재(200)는 시트(110)와 접하면서 시트(110)를 절단할 수 있다. 이 때, 시트(110)는 제3 방향(D3)으로 절단될 수 있다.
커팅 부재(200)는 초음파를 사용하여 시트(110)를 절단할 수 있다. 구체적으로, 커팅 부재(200)는 진동자(300)로부터 발생되는 초음파를 전달받을 수 있다. 진동자(300)는 커팅 부재(200)와 접하면서 고정되어, 초음파 진동을 발생시킬 수 있다. 즉, 진동자(300)로부터 발생되는 초음파 진동은 커팅 부재(200)로 전달되고, 커팅 부재(200)는 전달받은 초음파 진동을 시트(110)로 전달함으로써, 시트(110)가 절단될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅 부재(200)와 진동자(300)에 대해, 도 4를 참조하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
구체적으로, 커팅 부재(200)는 나이프(210), 지지부(220) 및 클램프(230)를 포함할 수 있다.
나이프(210)는 시트(110)를 절단할 수 있다. 나이프(210)는 초음파 진동을 통해 시트(110)를 절단할 수 있다. 나이프(210)는 일단부에 칼날이 구비될 수 있고, 칼날은 시트(110)와 접하면서 시트(110)를 절단할 수 있다.
나이프(210)는 서멧(cermet)으로 구성될 수 있다. 나이프(210)가 서멧으로 구성됨으로 인해, 커팅시 나이프(210)와 이차 전지 재료와의 마찰력이 최소화될 수 있다.
나이프(210)는 제1 면(211), 제2 면(212) 및 제3 면(213)을 포함할 수 있다.
나이프(210)의 제1 면(211) 및 제2 면(212)은, 각각 제1 방향(D1)을 향해 소정의 각도를 가지면서 연장된 면일 수 있다. 여기서, 제1 방향(D1)은 나이프(210)가 이동하는 방향으로, 시트(110)를 커팅하는 방향을 의미한다. 이 때, 제1 면(211)의 일단부와 제2 면(212)의 일단부는 서로 접하면서 꼭지점(214)을 형성할 수 있고, 꼭지점(214)은 칼날일 수 있다.
제1 면(211)과 제2 면(212)은 각각의 일단부가 서로 접하면서 일정한 각도를 형성할 수 있고, 상기 각도는 제1 각도(a1)로 정의될 수 있다. 즉, 꼭지점(214)에서의 각도는 제1 각도(a1)일 수 있다. 이 때, 제1 각도(a1)는 120도 이하일 수 있다.
구체적으로, 제1 각도(a1)가 120도 이하일 때, 이차 전지 재료의 커팅 품질이 확보될 수 있다. 제1 각도(a1)가 120도를 넘는 경우, 나이프(210)의 제1 면(211) 또는 제2 면(212)이 시트(110)와 맞닿거나 하는 등의 문제로, 커팅이 제대로 수행되지 않아 전극의 품질에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
제3 면(213)은 제2 방향(D2)으로 연장된 면일 수 있다. 여기서, 제2 방향(D2)은 나이프(210)가 이동하는 방향과 수직인 방향으로, 제1 방향과 수직인 방향을 의미한다. 제3 면(213)의 일단부 및 타단부는, 제1 면(211)의 타단부 및 제2 면(212)의 타단부와 각각 접하면서 위치할 수 있다. 제3 면(213)은 지지부(220)의 일면과 접하면서 고정되어 위치될 수 있다. 따라서, 지지부(220)에는 나이프(210)가 장착되어 고정될 수 있다.
다만, 나이프(210)의 제1 면(211), 제2 면(212) 및 제3 면(213)의 형상이나 방향 등은 상기 설명한 내용에 한정되는 것은 아니고, 전극의 품질을 유지하면서 시트(110)를 절단할 수 있다면 어떠한 형상이든 가능할 것이다.
지지부(220)의 외면에는 클램프(230)가 구비될 수 있다.
클램프(230)는 지지부(220)의 외면을 둘러싸면서 구비될 수 있다. 즉, 클램프(230)는 지지부(220)와 결합된 상태로 이동할 수 있다. 구체적으로, 클램프(230)는 액츄에이터(actuator)와 연결되어, 액츄에이터의 제어에 따라 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 클램프(230)와 접하는 지지부(220) 및 지지부(220)에 고정된 나이프(210)는, 클램프(230)의 이동과 대응되도록 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있다. 즉, 나이프(210)는 클램프(230)에 의해 제1 방향(D1)으로 이동하면서, 제2 방향(D2)으로 이동하는 시트(110)를 커팅할 수 있다.
위와 같이, 초음파 진동을 이용하여 시트(110)를 커팅하는 경우, 일반적인 나이프로 시트(110)를 커팅하는 것에 비해, 시트(110)의 절단면이 깔끔하게 커팅될 수 있다.
진동자(300)는 초음파 진동을 발생시켜, 초음파 진동을 커팅 부재(200)로 전달할 수 있다. 구체적으로, 진동자(300)에서 발생된 초음파 진동은 지지부(220)로 전달되고, 지지부(220)로 전달된 초음파 진동은 나이프(210)로 전달되어, 이로 인해 시트(110)가 절단될 수 있다.
진동자(300)는 지지부(220)의 일면과 접하면서 고정되어 위치할 수 있다. 구체적으로, 진동자(300)는 나이프(210)가 위치하는 지지부(220)의 일면과 마주보는 지지부(220)의 일면에 고정되어 위치할 수 있다.
진동자(300)는 외부의 전원으로부터 일정한 전력을 전달받아 초음파를 발생시킬 수 있다. 다만, 시트(110)의 커팅 시, 커팅 품질에 불량이 발생하는 등으로 시트(110)가 제대로 커팅이 되지 않은 경우, 공진이 발생할 수 있다.
공진이 발생하는 경우, 진동자(300)에 인가되는 전력은 일정 값 이상으로 증가할 수 있고, 이는 시트(110)의 커팅 품질이 불량임을 의미하는 것일 수 있다. 상기의 경우, 사용자/관리자가 진동자(300)에 인가되는 전력 범위의 변화를 인지함으로써 커팅 품질이 불량임을 확인할 수 있지만, 본 발명의 이차 전지 제조 장치(100)는 진동자(300)에 인가되는 전력 값을 인지하고, 이로 인해 시트(110)의 커팅 품질이 정상인지 불량인지를 판단하는 이차 전지 제조 시스템을 포함할 수도 있다. 이에 대해서는, 이후 도 5에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
정리하자면, 사용자는 진동자(300)에 인가되는 전력 범위의 변화를 통해 시트(110)의 커팅 품질 불량 여부를 판단할 수 있고, 또는, 상기 전원과 전기적으로 연결된 전력 센서를 구비하여 진동자(300)에 인가되는 전력 범위를 인지함으로써 시트(110)의 커팅 품질 불량 여부를 판단할 수도 있다. 따라서, 진동자(300)에 인가되는 전력 범위를 기초로 시트의 커팅 품질을 판별하는 것은, 종래와 같이 카메라나 비전 센서 등을 사용하여 시트의 커팅 품질을 판별하는 것에 비해 불량 선별의 정확성이 향상되고, 공정 효율 및 전극의 품질이 향상될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 지지부(220)와 진동자(300)는 각각 홀을 포함할 수 있다. 지지부(220)는 제1 홀(221)을 포함할 수 있고, 진동자(300)는 제2 홀(310)을 포함할 수 있다. 제1 홀(221)은 지지부(220)를 관통하는 구멍이고, 제2 홀(310)은 진동자(300)를 관통하는 구멍이다. 제1 홀(221) 및 제2 홀(310)은 각각 적어도 하나 이상일 수 있다.
구체적으로, 제1 홀(221)은 지지부(220)를 제3 방향(D3)으로 관통하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 홀(221)은 지지부(220)를 제2 방향(D2)으로 관통할 수도 있다. 제2 홀(310)도 제1 홀(221)과 마찬가지로, 제2 홀(310)은 진동자(300)를 제3 방향(D3)으로 관통하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 홀(310)은 진동자(300)를 제2 방향(D2)으로 관통할 수도 있다.
제1 홀(221) 및 제2 홀(310)은 유로의 역할을 수행할 수 있다. 제1 홀(221) 및 제2 홀(310)을 통해, 공기와 같은 유체가 이동 가능하기 때문이다. 따라서, 연속적으로 진행되는 커팅 공정에 의해 커팅 부재(200) 및 진동자(300)에 열이 발생하는 경우, 제1 홀(221) 및 제2 홀(310)에 의해 공냉이 진행되어, 커팅 부재(200) 및 진동자(300)에 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다. 이에 의해, 진동자(300)에서 발생한 열이 지지부(220)와 나이프(210)에까지 전달되는 것을 방지함으로써, 시트(110)의 커팅시, 이차 전지 재료가 열에 의해 나이프(210)에 소착되는 것을 최대한 방지할 수 있다.
도 5는 이차 전지의 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다. 도 6(a)는 사용자가 이차 전지 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이고, 도 6(b)는 이차 전지 제조 시스템이 이차 전지 불량 여부를 인식하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치(100)에 있어서, 진동자(300)에 가해지는 전력 범위에 따라 시트의 불량 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 이차 전지 제조 장치(100)에 의해 시트가 제대로 커팅이 되지 않는 경우에는 공진이 발생할 수 있고, 공진이 발생하는 경우 진동자(300)에 인가되는 전력은 기설정된 수준 이상일 수 있다. 예를 들어, 정상적인 커팅 시 진동자(300)에 인가되는 전력이 제1 전력(W1)이라고 하면, 커팅된 시트(110)가 불량인 경우 진동자(300)에 인가되는 전력은 제2 전력(W2)이라고 할 수 있다. 이 때, 제1 전력(W1)과 제2 전력(W2)은 다른 값일 수 있다.
따라서, 진동자(300)에 제2 전력(W2)이 가해지는 경우, 사용자나 이차 전지 제조 시스템은 전력 범위의 이상을 인식하고 이에 따른 조치를 취할 수 있다. 이러한 전력 범위를 인식하는 것과 관련하여, 도 6에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 6(a)를 참조하면, 진동자(300)에 가해지는 전력 범위에 따라, 사용자나 관리자는 적절한 조치를 취할 수 있다.
보다 구체적으로, 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치(100)는 표시부(U1)를 포함할 수 있다. 표시부(U1)는 전원(P)과 전기적으로 연결된 구성으로, 전원(P)으로부터 진동자(300)에 가해지는 전력 범위를 표시하는 구성일 수 있다. 표시부(U1)는 전력 범위를 표시하기 위한 구성을 포함할 수 있고, 예를 들어 판넬과 같은 구성을 포함할 수 있다. 따라서, 표시부(U1)를 통해, 사용자는 현재 이차 전지 제조 장치(100)에 가해지고 있는 전력 범위를 인식할 수 있다.
따라서, 표시부(U1)에 표시되는 전력 범위가 제1 전력(W1)인 경우, 사용자는 이차 전지 제조 장치(100)가 정상적으로 작동하고 있음을 인지하고, 계속적으로 이차 전지 제조 장치(100)가 시트(110)를 커팅하도록 할 수 있다.
반면, 표시부(U1)에 표시되는 전력 범위가 제2 전력(W2)인 경우, 사용자는 현재 공진이 발생하여 시트(110)가 제대로 컷팅되지 않고 불량이 발생하고 있음을 인지하고, 이차 전지 제조 공정을 중지시킬 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치(100)는 이차 전지 제조 시스템에 의해 제어될 수 있다.
이차 전지 제조 시스템은 센서부(U2) 및 제어부(U3)를 포함할 수 있다. 센서부(U2) 및 제어부(U3)는 모두 전원(P)과 전기적으로 연결된 구성일 수 있다.
센서부(U2)는 진동자(300)에 가해지는 전력 범위를 인식하고, 전력 값의 범위에 따른 전기적 신호를 제어부(U3)에 전달할 수 있다. 제어부(U3)는 센서부(U2)로부터 전기적 신호를 전달받아, 이에 따라 이차 전지 제조 장치(100)의 작동을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(U3)는 센서부(U2)로부터 전달받은 전기적 신호를 기초로, 커팅부재의 작동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 진동자(300)에 가해지는 전력 값이 제1 전력(W1)인 경우, 센서부(U2)는 이를 인식하고 제1 전기적 신호를 제어부(U3)에 전달할 수 있다. 이 경우, 제어부(U3)는 이차 전지 제조 장치(100)의 작동을 중지하지 않고, 정상적인 작동이 계속되도록 이를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(U3)는 커팅부재의 작동을 중지하지 않고, 정상적인 작동이 계속되도록 이를 제어할 수 있다.
반면, 진동자(300)에 가해지는 전력 값이 제2 전력(W2)인 경우, 센서부(U2)는 이를 인식하고 제2 전기적 신호를 제어부(U3)에 전달할 수 있다. 이 경우, 제어부(U3)는 이차 전지 제조 장치(100)의 작동을 중지할 수 있다. 즉, 제어부(U3)는 커팅부재의 작동을 중지할 수 있다. 따라서, 제어부(U3)에 의해 이차 전지 제조 장치(100)의 작동이 중지되면, 사용자나 관리자는 시트의 불량 여부를 판단하고 나이프를 교체하거나 하는 등으로 다시 정상적인 커팅이 가능하도록 조치를 취할 수 있다.
개략적으로 설명하자면, 진동자(300)에 가해지는 전력 범위를 센서부(U2)가 인식하고, 전력 범위에 따라 제어부(U3)가 이차 전지 제조 장치(100)를 제어할 수 있는 것이다.
이차 전지 제조 시스템에 따라 이차 전지 제조 장치(100)를 제어하는 경우, 이차 전지 제조 장치(100)는 시스템적으로 제어되므로, 사용자가 직접 전력 범위를 표시부(U1)를 통해 인식하고 이에 따라 이차 전지 제조 장치(100)의 작동을 유지 또는 중지시키는 것에 비해 사용자나 관리자의 편의를 도모할 수 있다. 또한, 제조 공정에 있어서 사용자나 관리자가 전력 범위를 계속적으로 감시할 필요가 없어, 인건비와 같은 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다. 도 8은 도 7의 돌출부가 구비되는 위치에 따른 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다. 도 8(a)는 제1 길이가 제2 길이보다 짧을 때의 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이고, 도 8(b)는 제1 길이가 제2 길이보다 길 때의 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8에서 설명하는 나이프는 도 3 및 도 4에 개시된 본 발명의 일 실시예에 대한 변형예로, 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 변형예에 따른 나이프(210)는 돌출부(215)를 포함할 수 있다.
돌출부(215)는 나이프(210)의 측면에 위치할 수 있다. 구체적으로, 돌출부(215)는 나이프(210)의 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 각각 위치할 수 있다. 돌출부(215)는 제1 면(211) 및 제2 면(212)으로부터 돌출된 일 영역일 수 있다.
돌출부(215)는, 나이프(210)로 시트(110)를 커팅한 후, 최단 시간 내에 이차 전지 재료가 나이프(210)에서 떨어지도록 하기 위한 구조일 수 있다. 즉, 돌출부(215)를 포함하는 나이프(210)로 시트(110)를 절단하는 경우, 나이프(210)에 소착된 이차 전지 재료는 돌출부(215)에 닿으면서 나이프(210)로부터 떨어져 나갈 수 있다. 따라서, 돌출부(215)로 인해, 이차 전지 재료와 나이프(210)의 접촉 시간이 단축될 수 있다. 따라서, 커팅시 발생하는 마찰열에 의해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착되어도, 돌출부(215)로 인해, 이차 전지 재료는 나이프(210)의 제1 면(211) 및 제2 면(212)을 따라 올라오면서 소착되지 않고 최대한 빨리 나이프(210)에서 떨어질 수 있다.
보다 구체적으로, 이차 전지 재료는, 돌출 시작부(215a)를 기준으로 나이프(210)에서 떨어질 수 있다. 돌출 시작부(215a)는, 제1 면(211)과 제2 면(212)이 접하는 꼭지점(214)을 기준으로, 돌출부(215)가 시작되는 영역을 의미할 수 있다.
도 8을 참조하면, 꼭지점(214)부터 돌출 시작부(215a)까지의 길이는 제1 길이(d1)일 수 있고, 시트(110)의 높이는 제2 길이(d2)일 수 있다. 이 때, 제1 길이(d1)는 제2 길이(d2)보다 짧을 수 있다.
구체적으로, 도 8(a)를 참조하면, 제1 길이(d1)가 제2 길이(d2)보다 짧은 경우, 돌출부(215)는 제2 길이(d2)보다 낮은 높이를 가지면서 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 위치할 수 있다. 이 경우, 시트(110)의 커팅시, 마찰열로 인해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착되더라도, 돌출부(215)로 인해, 소착된 이차 전지 재료가 더 이상 제1 면(211) 및 제2 면(212)을 타고 올라오지 않고, 나이프(210)로부터 떨어질 수 있다.
이에 반해, 도 8(b)를 참조하면, 제1 길이(d1)가 제2 길이(d2)보다 긴 경우에는, 돌출부(215)는 제2 길이(d2)보다 높은 높이를 가지면서 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 위치할 수 있다. 이 경우, 시트(110)의 커팅시, 마찰열로 인해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착된 후 떨어지지 않고, 나이프(210) 상에 일정 높이 이상으로 소착되어 있을 수 있다. 따라서, 돌출부(215)가 구비됨에도 불구하고 시트(110)의 커팅 품질에 불량이 생길 가능성이 높을 수 있다.
즉, 상기와 같은 이유로 인해, 제1 길이(d1)는 제2 길이(d2)보다 짧은 것이 바람직할 것이다.
도 7 및 도 8에 따른 나이프(210)는, 돌출부(215)에 커팅 하중이 집중되어 있으므로, 칼날 수명이 단축되지 않도록 나이프(210)를 디자인할 필요가 있다. 또한, 나이프(210)에 전달되는 초음파 진폭을 동일하게 유지하기 위해, 돌출부(215)로 인해 증가된 질량만큼, 나이프(210)의 다른 부분의 질량을 감소시킬 필요가 있다. 예를 들어, 돌출부(215)를 제외한 나이프(210)의 총 질량을 돌출부(215)의 질량만큼 감소시키던지, 후술할 도 11과 같이 나이프(210)에 오목부(216)를 돌출부(215)와 함께 구성하여 디자인하는 등으로 구현할 수 있을 것이다. 즉, 나이프(210)에 돌출부(215)가 구비되어도, 나이프(210)의 전체 질량은 돌출부(215)가 구비되지 않은 나이프(210)의 전체 질량과 동일하여야 할 것이다.
본 도면에서, 돌출부(215)는 삼각 형상으로 뾰족하게 돌출된 것으로 도시되어 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니고 돌출된 형상이라면 어느 것이든지 가능하다.
도 9는 본 발명의 다른 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다. 도 10은 도 9의 오목부가 구비되는 위치에 따른 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다. 도 10(a)는 제1 길이가 제2 길이보다 짧을 때의 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이고, 도 10(b)는 제1 길이가 제2 길이보다 길 때의 이차 전지 재료의 소착 정도를 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10에서 설명하는 나이프는 도 3 및 도 4에 개시된 본 발명의 일 실시예에 대한 변형예로, 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일 변형예에 따른 나이프(210)는 오목부(216)를 포함할 수 있다.
오목부(216)는 나이프(210)의 측면에 위치할 수 있다. 구체적으로, 오목부(216)는 나이프(210)의 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 각각 위치할 수 있다. 오목부(216)는 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 오목하게 파인 일 영역일 수 있다.
오목부(216)는, 나이프(210)로 시트(110)를 커팅한 후, 최단 시간 내에 이차 전지 재료가 나이프(210)에서 떨어지도록 하기 위한 구조일 수 있다. 즉, 오목부(216)를 포함하는 나이프(210)로 시트(110)를 절단하는 경우, 이차 전지 재료는 오목부(216)에 닿으면서 나이프(210)로부터 떨어져 나갈 수 있다. 따라서, 오목부(216)로 인해, 이차 전지 재료와 나이프(210)의 접촉 시간이 단축될 수 있다. 따라서, 커팅시 발생하는 마찰열에 의해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착되어도, 오목부(216)로 인해 이차 전지 재료는 나이프(210)의 제1 면(211) 및 제2 면(212)을 따라 올라오면서 소착되지 않고 최대한 빨리 나이프(210)에서 떨어질 수 있다.
이 때, 오목부(216)의 반지름은 0.01mm 이상일 수 있다. 오목부(216)의 반지름이 0.01mm보다 작은 경우에는, 오목부(216)가 나이프(210)에 형성된 요철로 인식이 되지 않아, 오목부(216)가 형성된 영역에도 이차 전지 재료가 소착될 수 있다. 따라서, 오목부(216)의 반지름은 0.01mm보다 큰 것이 바람직할 것이다. 그렇다고 해서, 오목부(216)의 반지름이 0.01mm 이상이면 항상 오목부(216)를 형성할 수 있는 것은 아닐 것이다. 일 예로, 오목부(216)의 반지름의 길이는, 꼭지점(214)을 기준으로 제3 면(213)과 수직을 이루면서 연장된 직선(점선으로 도시)과 오목부(216)가 형성된 제1 면(211) 또는 제2 면(212)까지의 거리보다는 작아야 할 것이다.
이차 전지 재료는, 오목 시작부(216a)를 기준으로 나이프(210)에서 떨어질 수 있다. 오목 시작부(216a)는, 제1 면(211)과 제2 면(212)이 접하는 꼭지점(214)을 기준으로, 오목부(216)가 시작되는 영역을 의미할 수 있다. 이 때, 꼭지점(214)부터 오목 시작부(216a)까지의 길이는 제1 길이(d1)일 수 있고, 시트(110)의 높이는 제2 길이(d2)일 수 있다.
보다 구체적으로, 도 10(a)를 참조하면, 제1 길이(d1)가 제2 길이(d2)보다 짧은 경우, 오목부(216)는 제2 길이(d2)보다 낮은 높이를 가지면서 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 위치할 수 있다. 이 경우, 시트(110)의 커팅시, 마찰열로 인해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착되더라도, 오목부(216)로 인해, 소착된 이차 전지 재료가 더 이상 제1 면(211) 및 제2 면(212)을 타고 올라오지 않고, 나이프(210)로부터 떨어질 수 있다.
이에 반해, 도 10(b)를 참조하면, 제1 길이(d1)가 제2 길이(d2)보다 긴 경우, 오목부(216)는 제2 길이(d2)보다 높은 높이를 가지면서 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 위치할 수 있다. 이 경우, 시트(110)의 커팅시, 마찰열로 인해 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착된 후 떨어지지 않고, 나이프(210) 상에 일정 높이 이상으로 소착되어 있을 수 있다. 따라서, 오목부(216)가 구비됨에도 불구하고 시트(110)의 커팅 품질에 불량이 생길 가능성이 높을 수 있다.
즉, 상기와 같은 이유로 인해, 제1 길이(d1)는 제2 길이(d2)보다 짧은 것이 바람직할 것이다.
도 9 및 도 10에 따른 나이프(210)는, 오목부(216) 구성으로 인해 커팅 하중이 분산되어 칼날이 부러지는 등과 같이 수명이 단축되지 않도록 디자인할 필요가 있다. 또한, 나이프(210)에 전달되는 초음파 진폭을 동일하게 유지하기 위해, 오목부(216)로 인해 감소된 질량만큼, 나이프(210)의 다른 부분의 질량을 증가시킬 필요가 있다. 예를 들어, 오목부(216)가 구비되지 않은 나이프(210)의 다른 영역의 질량을 증가시키던지, 후술할 도 11과 같이 나이프(210)에 돌출부(215)를 오목부(216)와 함께 구성하여 디자인하는 등으로 구현할 수 있을 것이다. 즉, 나이프(210)에 오목부(216)가 구비되어도, 나이프(210)의 전체 질량은, 오목부(216)가 구비되지 않은 나이프(210)의 전체 질량과 동일하여야 할 것이다.
본 도면에서, 오목부(216)는 원형으로 오목하게 파인 것으로 도시되어 있으나, 이러한 형상에 한정되는 것은 아니고 오목하게 파인 형상이라면 어느 것이든지 가능하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 변형예에 따른 나이프를 나타내는 도면이다.
도 11에서 설명하는 나이프는 도 7 내지 도 10에 개시된 본 발명의 일 실시예에 대한 변형예로, 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 변형예에 따른 나이프(210)는 돌출부(215) 및 오목부(216)를 포함할 수 있다.
돌출부(215) 및 오목부(216)는 나이프(210)의 측면에 각각 위치할 수 있다. 구체적으로, 돌출부(215) 및 오목부(216)는 제1 면(211) 및 제2 면(212)에 각각 위치할 수 있다. 즉, 제1 면(211) 및 제2 면(212) 각각에 돌출부(215)와 오목부(216)가 함께 위치할 수 있다.
이 때, 돌출부(215)로부터 부가된 질량은 오목부(216)로부터 감소된 질량과 동일할 수 있다. 따라서, 돌출부(215)가 부가되더라도, 오목부(216)가 나이프(210)에 함께 위치하기 때문에, 돌출부(215) 및 오목부(216)를 포함하는 나이프(210)의 전체 질량은 돌출부(215) 및 오목부(216)가 구비되지 않은 나이프(210)의 질량과 동일할 수 있다.
이로 인해, 돌출부(215) 및 오목부(216)가 나이프(210)에 부가되어 커팅 하중이 분산되지 않을 수 있다. 오히려 돌출부(215)와 오목부(216)를 동시에 나이프(210)에 적용함으로써, 상기 나이프(210)의 전체적인 질량을 돌출부(215) 또는 오목부(216)를 포함하지 않는 나이프(210)와 동일하게 설정할 수 있다. 따라서, 나이프(210)의 커팅 하중이 분산되지 않아 나이프(210)의 수명이 단축되지 않으면서, 돌출부(215) 및 오목부(216) 구성으로 이차 전지 재료가 나이프(210)에 소착되는 것을 방지하여, 시트(110)의 커팅 품질과 전극의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 돌출부(215)가 오목부(216)에 비해 꼭지점(214)와 가깝게 형성되어 있고, 오목부(216)는 돌출부(215)에 비해 꼭지점(214)과 멀리 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 오목부(216)가 돌출부(215)에 비해 꼭지점(214)과 가깝게 형성되어 있는 것도 가능할 것이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치를 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 12의 기판의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 12 및 13에서 설명하는 이차 전지 제조 장치는 도 3 및 도 4에 개시된 본 발명의 일 실시예에 대한 변형예로, 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대해 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 장치(100)는 기판(130), 커팅 부재(200) 및 진동자(300)를 포함한다.
기판(130)은 기판(130)의 일면에 위치하는 손상 방지층(131)을 포함할 수 있다. 이 경우, 기판(130)은 도 12와 같이 일반적인 판 형상일 수 있으나, 도 13과 같이 원형의 롤 형태일 수도 있다. 다만, 기판(130)은 그 형상과 관계없이, 일방향으로 이동하면서 시트(110)를 이송할 수 있다.
손상 방지층(131)은 시트(110)가 위치하는 기판(130)의 일면 상에 위치할 수 있고, 커팅 부재(200)와 마주보면서 위치할 수 있다. 커팅 부재(200)는 제1 방향(D1)으로 이동하면서 시트(110)를 절단할 수 있고, 이 경우 커팅 부재(200)는 손상 방지층(131)과 반복적으로 접촉할 수 있다.
손상 방지층(131)의 크기는 기판(130)의 일면과 대응될 수 있다. 구체적으로, 손상 방지층(131)의 크기는 기판(130)의 일면의 크기와 동일하거나, 이보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 12를 참조하면, 손상 방지층(131)은 기판(130)을 모두 덮으면서 위치할 수 있다. 또는, 도 13에 도시된 바와 같이, 손상 방지층(131)의 크기는 기판(130)의 일면의 일부 영역만 덮으면서 위치할 수 있다. 다만, 기판(130)의 일부 영역에만 손상 방지층(131)이 위치한다고 하더라도, 커팅 부재(200)가 기판(130)에 닿는 영역에는 무조건 손상 방지층(131)이 위치하여야 할 것이다.
나이프(210)와 기판(130)은 서로 맞닿지 않을 수 있다. 나이프(210)와 기판(130)이 서로 맞닿으면, 나이프(210)가 손상될 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 나이프(210)의 손상을 방지하기 위해 기판(130) 상에 손상 방지층(131)을 구비하고, 나이프(210)는 손상 방지층(131)과 접하도록 할 수 있다. 이로 인해, 나이프(210)는 기판(130)과 직접적으로 접하지 않아 손상되지 않으므로, 나이프(210)의 수명이 길어져 설비 비용을 절감할 수 있다.
손상 방지층(131)은 기판(130)의 일면에 코팅되어 위치할 수 있다. 또는, 손상 방지층(131)은 별개의 공정에서 따로 제작된 후, 접착제 등으로 기판(130)의 일면에 고정되어 위치할 수도 있다.
일 예로, 손상 방지층(131)은 5HS 내지 85HS의 쇼어 경도(Shore hardness)를 가지는 소재로 구성될 수 있다. 구체적으로, 손상 방지층(131)이 쇼어 경도가 5HS 이하인 물질로 구성되는 경우, 시트(110)와 같은 이차 전지 재료가 손상 방지층(131)에 고정되지 않을 수 있다. 따라서, 후술할 나이프(210)의 전단력에 의해 이차 전지 재료가 커팅이 되지 않고, 파단되거나 탈리가 발생할 가능성이 높을 수 있다. 손상 방지층(131)이 쇼어 경도가 85HS 이상인 물질로 구성되는 경우에는, 손상 방지층(131)과 나이프(210)의 마찰 시, 나이프(210)의 마모가 심할 수 있다. 이 경우, 마모된 나이프(210)로부터 발생된 철(Fe) 등의 이물질로 인해, 시트(110)의 커팅 품질 및 전극의 품질이 저하될 수 있다.
이 경우, 손상 방지층(131)은 PVC(Polyvinyl Chloride), 실리콘, MC 나일론(Mono Cast Nylon), 테플론, PET(polyethylene terephthalate) 등일 수 있다. 상기와 같은 소재로 형성된 손상 방지층(131)은, 나이프(210)로부터 손상 방지층(131)으로 진동이 전달되더라도, 나이프(210)의 손상이 없어 철(Fe)과 같은 이물질 등이 발생하지 않아, 시트(110)의 커팅 품질 및 전극의 품질이 향상될 수 있다.
또한, 손상 방지층(131)을 구성하는 상기 재료들은 열변형 온도가 높기 때문에, 커팅시 나이프(210)의 진동에 의한 열이 인가되더라도 형상이 변형되지 않아, 고온에서도 이차 전지 재료의 커팅 품질을 확보할 수 있다.
다른 일 예로, 손상 방지층(131)은 고강도 및 고탄성 극한 성능 섬유일 수 있다. 구체적으로, 손상 방지층(131)은 인장 강도가 20g/d 이상이면서 탄성률이 500g/d 이상인 소재일 수 있다. 일 예로, 손상 방지층은 방탄·방검 소재로, p-아라미드(para-Aramid) 또는 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)일 수 있다.
상기와 같이 손상 방지층(131)이 구성됨에 따라, 손상 방지층(131)은 커팅 부재(200)의 나이프(210)와 접하여도 이에 의해 손상되거나 절단되지 않을 수 있다. 즉, 시트(110)의 커팅시, 커팅 부재(200)는 손상 방지층(131)과 여러 번 접하고 기판(130)과는 접하지 않을 수 있으므로, 이와 같은 나이프(210)의 반복 구동이 있다고 하더라도 기판(130)은 손상되지 않을 수 있다. 따라서, 커팅 공정이 지속적으로 진행될 수 있어, 공정 효율이 향상될 수 있다.
또한, 손상 방지층(131)으로 인해 나이프(210)의 칼날이 마모되는 것이 최소화될 수 있다. 따라서, 나이프(210)의 칼날 손상을 방지하면서 시트(110)를 절단할 수 있고, 이로 인해 전극의 커팅 품질이 향상될 수 있다. 그리고, 나이프(210)의 잦은 교체를 방지할 수 있어 공정 비용도 절감될 수 있다.
앞에서 설명한 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 이러한 디바이스에는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지 팩을 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하며, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
100: 이차 전지 제조 장치
110: 시트
130: 기판
200: 커팅 부재
210: 나이프
215: 돌출부
216: 오목부
220: 지지부
221: 제1 홀
300: 진동자
310: 제2 홀

Claims (14)

  1. 일면에 이차 전지 재료를 포함하는 시트가 위치하는 기판;
    상기 시트를 초음파 절단하는 나이프, 상기 나이프가 장착되어 고정되는 지지부를 포함하는 커팅 부재; 및
    전원으로부터 전력을 전달받아 상기 커팅부재에 초음파 진동을 가하는 진동자를 포함하고,
    상기 커팅 부재는 상기 시트에 초음파 진동을 가하여 상기 시트를 커팅하는 이차 전지 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 시트가 불량으로 커팅될 때 공진이 발생하는 이차 전지 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 시트가 정상적으로 커팅될 때, 상기 진동자에 인가되는 전력은 제1 전력이고,
    상기 시트가 불량으로 커팅될 때, 상기 진동자에 인가되는 전력은 제2 전력인 이차 전지 제조 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 전원과 전기적으로 연결된 센서부 및 제어부를 더 포함하고,
    상기 센서부는 상기 진동자에 가해지는 전력을 인식한 후, 상기 전력 값의 범위에 따른 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하며,
    상기 제어부는 상기 전기적 신호에 따라 상기 커팅부재의 작동을 제어하는 이차 전지 제조 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 센서부가 상기 제1 전력을 인식하면 제1 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 커팅부재가 계속적으로 작동하도록 제어하며,
    상기 센서부가 상기 제2 전력을 인식하면 제2 전기적 신호를 상기 제어부에 전달하고, 상기 제어부는 상기 커팅부재의 작동을 중지하는 이차 전지 제조 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 전원과 전기적으로 연결된 표시부를 더 포함하고,
    상기 표시부는 상기 진동자에 가해지는 전력을 나타내는 이차 전지 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 지지부는, 상기 지지부를 관통하는 홀을 포함하는 이차 전지 제조 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 진동자는, 상기 진동자를 관통하는 홀을 포함하는 이차 전지 제조 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 기판은, 상기 시트가 위치하는 기판의 일면 상에 위치하는 손상 방지층을 더 포함하는 이차 전지 제조 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 손상 방지층은, 5HS 내지 85HS의 쇼어 경도(Shore hardness)를 가지는 이차 전지 제조 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 손상 방지층은, PVC(Polyvinyl Chloride), 실리콘, MC 나일론(Mono Cast Nylon), 테플론, PET(polyethylene terephthalate)인 이차 전지 제조 장치.
  12. 제9항에서,
    상기 손상 방지층은, 고강도 및 고탄성 극한 성능 섬유인 이차 전지 제조 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 손상 방지층은, 인장 강도가 20g/d 이상이면서 탄성률이 500g/d 이상인 이차 전지 제조 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 손상 방지층은, p-아라미드(para-Aramid) 또는 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)인 이차 전지 제조 장치.
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