KR101287413B1 - 전극판 적층체 랩핑장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치는, 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교번으로 적층되되 상기 분리막의 일측이 길이방향으로 연장되어 권취롤러에 감겨진 상태의 전극판 적층체를 상기 분리막으로 감싸기 위한 장치로서, 상기 전극판 적층체를 클램핑하는 이송클램프와, 상기 이송클램프와 결합되며 상기 분리막의 연장방향과 반대방향으로 이동 가능한 이송클램프 이송블록을 포함하는 이송수단; 상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체와 상기 권취롤러 사이의 분리막을 폭방향으로 절단한 후 상기 전극판 적층체 측의 분리막 절단부위를 잡아 고정하는 절단수단; 상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막의 폭방향을 따르는 양측을 잡은 후 상기 분리막으로 감싸지도록 상기 전극판 적층체를 회전시키는 전극판 적층체 회전수단;을 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치를 이용하면, 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 작업을 자동화시킬 수 있고, 양극판 및 음극판의 크기가 크더라도 양극판 및 음극판이 휘어질 우려 없이 전극판 적층체를 분리막으로 감쌀 수 있다는 장점이 있다.

Description

전극판 적층체 랩핑장치 {Apparatus for wrapping stack of electrode plate}
본 발명은 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교번으로 적층되는 전극판 적층체를 분리막으로 감싸기 위한 전극판 적층체 랩핑장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 작업을 자동화시킬 수 있고, 양극판 및 음극판의 크기가 크더라도 양극판 및 음극판이 휘어질 우려 없이 전극판 적층체를 분리막으로 감쌀 수 있도록 구성되는 전극판 적층체 랩핑장치에 관한 것이다.
전지는 내부에 들어있는 활물질의 화학에너지를 전기화학적 산화환원반응에 의해 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이를 위하여 전지는 화학반응 대신에 전기화학적 반응이 일어나 전자가 도선을 통하여 외부로 빠져나갈 수 있도록 특별한 구조로 이루어져 있으며, 도선을 통하여 흐르는 전자는 전기에너지가 되어서 우리생활에 유용하게 사용되고 있다.
오늘날의 전지기술은 1860년 연축전지의 등장 이래 100년 이상 개량을 거듭하여 고출력화, 고성능화, 경량화, 소형화, 신뢰성 향상등에 대한 연구개발이 진행되어서 그 기술이 크게 진보되어 왔다. 최근 전자 장비의 소형화 및 경량화가 실현되고 휴대용 전자 기기의 사용이 일반화됨에 따라, 고에너지 밀도를 갖는 리튬 이온 전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 리튬 이온 전지는, 리튬 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 재료로 제작되어 상호 교번으로 적층되는 음극판 및 양극판과, 상기 양극판과 음극판이 직접 접촉되지 아니하도록 상기 양극판과 음극판 사이에 삽입되는 분리막과, 상기 음극판, 양극판, 분리막 적층부재가 내부로 인입되는 케이스와, 상기 케이스 내부로 주입되는 유기 전해액 또는 폴리머 전해액을 포함하여 구성된다. 따라서 리튬 이온 전지는, 리튬 이온이 상기 양극판 및 음극판에서 삽입 및 탈리될 때의 산화, 환원 반응에 의하여 전기적 에너지를 생성하도록 구성된다. 이러한 리튬 이온 전지는 소용량의 핸드폰 밧데리로부터 대용량의 전기자동차용 밧데리에 이르기까지 다양하게 사용되고 있으며, 현재 시중에 일반적으로 유통되는 전극집전체의 면적도 1 내지 70㎠에 이르기까지 다양한 규격으로 제작되고 있다.
한편 분리막을 사이에 두면서 음극판과 양극판이 교번으로 적층되는 구조체를 통상적으로 전극판 적층체라 하고, 전극판 적층체를 분리막으로 수회에 걸쳐 감싼 구조체를 통상적으로 전극조립체라고 하는데, 이와 같은 전극조립체를 제작하는 방법으로는 여러 종류의 방법이 현재까지 제안 및 활용되고 있다. 근래 들어서는 분리막을 사이에 두고 한 쌍의 음극판과 양극판을 적층시킨 단위 전극판 적층체를 먼저 제작한 후, 상기 단위 전극판 적층체를 또 다른 단위 전극판 적층체 상에 적층시키는 방법이 많이 활용되고 있는 실정이다.
이때, 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판을 교번으로 적층시켜 전극판 적층체를 제작하는 장치에 대해서는 많은 연구와 개발이 이루어지고 있으나, 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 장치에 대해서는 연구와 개발이 거의 이루어지지 아니하고 있는 실정이다. 특히, 양극판과 음극판의 넓이가 커서 쉽게 휘어지는 경우에는 전극판 적층체를 분리막으로 감쌀 때 양극판과 음극판의 배열이 흐트러지게 되므로, 대형 이차전지에 사용되는 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 작업은 작업자의 수작업에 의존되어지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 작업을 자동화시킬 수 있고, 양극판 및 음극판의 크기가 크더라도 양극판 및 음극판이 휘어질 우려 없이 전극판 적층체를 분리막으로 감쌀 수 있도록 구성되는 전극판 적층체 랩핑장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치는, 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교번으로 적층되되 상기 분리막의 일측이 길이방향으로 연장되어 권취롤러에 감겨진 상태의 전극판 적층체를 상기 분리막으로 감싸기 위한 장치로서, 상기 전극판 적층체를 클램핑하는 이송클램프와, 상기 이송클램프와 결합되며 상기 분리막의 연장방향과 반대방향으로 이동 가능한 이송클램프 이송블록을 포함하는 이송수단; 상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체와 상기 권취롤러 사이의 분리막을 폭방향으로 절단한 후 상기 전극판 적층체 측의 분리막 절단부위를 잡아 고정하는 절단수단; 상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막의 폭방향을 따르는 양측을 잡은 후 상기 분리막으로 감싸지도록 상기 전극판 적층체를 회전시키는 전극판 적층체 회전수단;을 포함하여 구성된다.
상기 절단수단은, 상기 이송수단이 상기 전극판 적층체를 이송시켰을 때 상기 이송수단과 상기 권취롤러 사이의 분리막이 상면에 거치되는 분리막 거치대와, 상기 분리막 거치대 상에 거치된 분리막을 하향 가압하여 고정시키는 분리막 가압블록과, 상기 분리막의 폭방향으로 이동 가능한 구조로 상기 분리막 가압블록에 결합되어 상기 분리막 거치대와 상기 권취롤러 사이의 분리막을 절단하는 절단날을 포함하여 구성된다.
상기 측단클램프가 회전됨에 따라 상기 전극판 적층체를 감싸게 되는 분리막의 길이만큼 상기 절단수단이 상기 전극판 적층체 회전수단 측으로 이송되도록 구성된다.
상기 전극판 적층체 회전수단은, 상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막의 폭방향을 따르는 양측을 잡는 한 쌍의 측단클램프와, 상기 각각의 측단클램프와 결합되며 상기 분리막의 폭방향을 따르는 회전축을 중심으로 회전되는 한 쌍의 측단클램프 회전블록과, 상기 한 쌍의 측단클램프 회전블록과 각각 결합되어 상기 분리막의 폭방향으로 이송 가능한 한 쌍의 측단클램프 이송블록을 포함하여 구성된다.
상기 측단클램프 회전블록은, 상기 측단클램프가 상기 전극판 적층체를 클램핑하고 상기 이송클램프가 상기 전극판 적층체로부터 일정 간격 이격된 이후, 상기 전극판 적층체 및 측단클램프가 분리막으로 감싸지도록 사전에 설정된 단위각도만큼 회전되고, 상기 측단클램프 회전블록이 단위각도만큼 회전된 이후, 상기 이송클램프가 상기 전극판 적층체를 클램핑하고, 상기 측단클램프는 상기 전극판 적층체 클램핑을 해제하여 상기 분리막 폭방향으로 이송되었다가 상기 전극판 적층체 및 이를 감싸는 분리막을 함께 클램핑하도록 구성된다.
상기 측단클램프는, 상기 전극판 적층체의 상면을 가압하는 제1 가압단과, 상기 전극판 적층체의 저면을 가압하는 제2 가압단으로 구성되되, 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 상기 분리막의 폭방향을 따르는 상기 전극판 적층체의 중심선과 대응되는 부위에 개구부가 형성되고, 상기 이송클램프는, 상기 제1 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 상면과 제2 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 저면을 클림핑하도록 구성된다.
상기 이송클램프는, 상기 제1 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 상면을 하향 가압하는 제1 이송바와, 상기 제2 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 저면을 상향 가압하는 제2 이송바로 구성된다.
상기 이송수단의 주변 중 상기 적층체 회전수단이 위치되는 측의 반대편에 마련되는 이송벨트를 더 포함하고, 상기 이송수단은, 일측이 상기 이송클램프 이송블록에 회전 가능한 구조로 결합되고 타측에 상기 이송클램프가 장착되어 회전 시 상기 이송클램프를 상기 이송벨트 측으로 이송시키는 회동블록을 더 포함한다.
상기 이송수단과 상기 절단수단 사이의 분리막에 접착제를 도포하는 접착제 분사수단을 더 포함한다.
상기 접착제 분사수단은, 접착제를 분사하는 접착제 분사유닛과, 상기 분리막의 폭방향으로 이동 가능하며 상기 접착제 분사유닛이 승강 가능하도록 결합되는 분사유닛 이송블록을 포함하여 구성된다.
본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치를 이용하면, 전극판 적층체를 분리막으로 감싸는 작업을 자동화시킬 수 있고, 양극판 및 음극판의 크기가 크더라도 양극판 및 음극판이 휘어질 우려 없이 전극판 적층체를 분리막으로 감쌀 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치에 포함되는 전극판 적층체 회전수단의 사시도이다.
도 3은 분리막 절단 및 접착제 도포과정을 도시한다.
도 4 내지 도 6은 여분의 분리막으로 전극판 적층체를 감싸는 과정을 순차적으로 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치의 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치에 포함되는 전극판 적층체 회전수단의 사시도이다.
본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치는 분리막(10)을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교번으로 적층되되 상기 분리막(10)의 일측이 길이방향으로 연장되어 권취롤러에 감겨진 상태의 전극판 적층체를 상기 분리막(10)으로 감싸기 위한 장치로서, 전극판 적층체를 잡아 이송시키는 이송수단(100)과, 상기 이송수단(100)에 의해 이송된 전극판 적층체와 권취롤러 사이의 분리막(10)을 폭방향으로 절단하는 절단수단(200)과, 이송수단(100)에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막(10)의 폭방향을 따르는 양측을 잡은 후 이송수단(100)과 절단수단(200) 사이의 여분의 분리막(10)으로 감싸지도록 상기 전극판 적층체를 회전시키는 전극판 적층체 회전수단(300)을 더 포함한다.
이와 같이 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치는, 전극판 적층체 제작 이후 권취롤러와 연결된 분리막(10)을 절단하는 공정과, 전극판 적층체를 수회에 걸쳐 분리막(10)으로 둘러싸는 공정까지 수행할 수 있는바, 전극판 적층체를 분리막(10)으로 랩핑시키는 전 공정을 자동화시킬 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치를 이용하면, 생산성 향상 및 제조원가 절감이 가능해지고, 작업자의 숙련도에 관계없이 제품의 품질을 균일하게 유지시킬 수 있다는 장점이 있다.
한편, 분리막(10)을 사이에 두고 양극판과 음극판이 사전에 설정된 개수만큼 모두 적층되어 전극판 적층체 제작이 완료되면, 상기 전극판 적층체를 감쌀 수 있는 길이만큼 여유분을 남겨두고 분리막(10)을 절단시켜야 하는데, 절단부위의 분리막(10)을 고정시키지 아니하면 분리막(10) 절단이 어려울 뿐만 아니라, 분리막(10) 절단 이후 여유분의 분리막(10)(전극판 적층체로부터 절단부위까지의 분리막(10))이 아래로 떨어지게 되어 여유분의 분리막(10)으로 전극판 적층체를 감싸는 작업을 할 수 없게 된다. 따라서 상기 절단수단(200)은, 상기 이송수단(100)이 상기 전극판 적층체를 이송시켰을 때 상기 이송수단(100)과 상기 권취롤러 사이의 분리막(10)이 상면에 거치되는 분리막 거치대(210)와, 상기 분리막 거치대(210) 상에 거치된 분리막(10)을 하향 가압하여 고정시키는 분리막 가압블록(220)과, 상기 분리막(10)의 폭방향으로 이동 가능한 구조로 상기 분리막 가압블록(220)에 결합되어 상기 분리막 거치대(210)와 상기 안착대 사이의 분리막(10)을 절단하는 절단날(230)을 포함하여 구성된다. 따라서 상기 절단날(230)은 분리막 가압블록(220)이 분리막 거치대(210)의 상측에 밀착되도록 하강된 후 상기 분리막(10)을 절단하게 되는바 분리막(10) 절단부위가 흔들리지 아니하게 됨으로 인하여 분리막(10)을 정확하게 절단할 수 있고, 분리막(10) 절단이 완료된 이후 여유분의 분리막(10) 끝단이 분리막 가압블록(220)과 분리막 거치대(210) 사이에 고정되므로 향후 여유분의 분리막(10)으로 전극판 적층체를 감싸는 작업이 가능해진다.
분리막(10) 절단이 완료된 이후에는 상기 전극판 적층체 회전수단(300)에 의하여 전극판 적층체가 회전됨으로써 상기 전극판 적층체가 여유분의 분리막(10)으로 감싸지도록 한다. 상기 전극판 적층체 회전수단(300)은 이와 같은 동작이 가능하도록, 이송수단(100)에 의해 이송된 전극판 적층체 중 분리막(10)의 폭방향을 따르는 양측을 잡는 한 쌍의 측단클램프(310)와, 상기 각각의 측단클램프(310)와 결합되며 상기 분리막(10)의 폭방향을 따르는 회전축을 중심으로 회전되는 한 쌍의 측단클램프 회전블록(320)과, 상기 한 쌍의 측단클램프 회전블록(320)과 각각 결합되어 상기 분리막(10)의 폭방향으로 이송 가능한 한 쌍의 측단클램프 이송블록(330)을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 한 쌍의 측단클램프(310)가 전극판 적층체의 양측을 잡은 후 여분의 분리막(10)이 모두 전극판 적층체를 감쌀 때까지 상기 측단클램프 회전블록(320)이 회전될 수도 있으나, 이와 같은 경우에는 상기 측단클램프(310)까지 여분의 분리막(10)에 의해 수회에 걸쳐 감싸지게 되므로, 상기 측단클램프(310)가 쉽게 빠지지 아니할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 상기 측단클램프(310)는 여분의 분리막(10)이 일정량만큼 전극판 적층체를 감싼 이후 전극판 적층체로부터 완전히 빠지도록 분리막(10)의 폭방향으로 후퇴하였다가 다시 전진하여, 여분의 분리막(10)이 일정량 감싸진 전극판 적층체를 잡아 회전시키는 동작을 반복하도록 구성됨이 바람직하다.
즉, 상기 측단클램프 회전블록(320)은, 상기 측단클램프(310)가 상기 전극판 적층체를 클램핑하고 이송클램프(110)가 상기 전극판 적층체로부터 일정 간격 이격된 이후 상기 전극판 적층체 및 측단클램프(310)가 분리막(10)으로 감싸지도록 사전에 설정된 단위각도만큼 회전되고, 상기 이송클램프(110)는 상기 측단클램프 회전블록(320)이 단위각도만큼 회전된 이후 상기 전극판 적층체를 클램핑하며, 상기 측단클램프(310)는 전극판 적층체 클램핑을 해제하여 상기 분리막(10) 폭방향으로 이송되었다가 상기 전극판 적층체 및 이를 감싸는 분리막(10)을 함께 클램핑하도록 구성됨이 바람직하다.
이때, 상기 측단클램프(310)가 회전됨에 따라 전극판 적층체를 감싸게 되는 분리막(10)의 길이만큼 전극판 적층체로부터 여분의 분리막(10) 끝단까지의 거리가 짧아지게 되므로, 여분의 분리막(10) 끝단을 잡아 고정시키고 있는 절단수단(200)은 전극판 적층체를 감싸는 분리막(10)의 길이만큼 전극판 적층체 회전수단(300) 측으로 이송되어야 할 것이다.
한편, 여분의 분리막(10)이 전극판 적층체를 감쌀 때 여분의 분리막(10)이 전극판 적층체에 접착될 수 있도록, 상기 이송수단(100)과 상기 절단수단(200) 사이에 위치하는 여분의 분리막(10)에 접착제를 도포하는 접착제 분사수단(400)이 추가로 구비될 수 있다. 이때 상기 접착제 분사수단(400)은 접착제를 분사하는 접착제 분사유닛(410)과, 상기 분리막(10)의 폭방향으로 이동 가능하며 상기 접착제 분사유닛(410)이 승강 가능하도록 결합되는 분사유닛 이송블록(420)을 포함하여 구성된다. 접착제를 분사하는 접착제 분사유닛(410)은 이미 여러 분야에서 널리 사용되고 있는바, 접착제 분사유닛(410)의 내부 구성 및 접착제 분사원리에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 이송클램프(110)가 전극판 적층체의 가운데 부위만을 클램핑하게 되면, 상기 전극판 적층체의 좌우측이 아래로 처지게 되어 변형 우려가 발생될 수 있다. 따라서 상기 이송클램프(110)는 전극판 적층체의 가운데 부위만을 클램핑하는 것이 아니라 전극판 적층체의 좌우측까지 모두 클램핑할 수 있도록, 상기 전극판 적층체와 접촉되는 부위가 전극판 적층체의 좌우방향을 따라 길게 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 고정바와 제2 안착대는 이송클램프(110)가 전극판 적층체를 클램핑할 때 상기 이송클램프(110)와 간섭되지 아니하도록 형성되어야 할 것이다.
따라서 상기 측단클램프(310)는, 상기 전극판 적층체의 상면을 가압하는 제1 가압단과, 상기 전극판 적층체의 저면을 가압하는 제2 가압단으로 구성되되, 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 상기 분리막(10)의 폭방향을 따르는 상기 전극판 적층체의 중심선과 대응되는 부위에 개구부가 형성되고, 상기 이송클램프(110)는, 상기 제1 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 상면과 제2 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 저면을 클림핑하도록 구성됨이 바람직하다. 더 상세히 설명하면 상기 이송클램프(110)는, 상기 제1 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 상면을 하향 가압하는 제1 이송바(112)와, 상기 제2 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 저면을 상향 가압하는 제2 이송바(114)로 구성됨이 바람직하다.
상기 이송클램프(110) 및 측단클램프(310)가 상기 언급한 구조로 형성되면, 상기 이송클램프(110)와 측단클램프(310)는 상호 간섭되지 아니하면서도 전극판 적층체를 전체적으로 고르게 클램핑할 수 있으므로, 전극판 적층체를 이송하거나 회전시킬 때 전극판 적층체가 휘어지거나 양극판 및 음극판의 배열구조가 흐트러지는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한 상기 이송수단(100)의 주변 중 상기 적층체 회전수단(300)이 위치되는 측의 반대편에는 제작이 완료된 전극조립체 즉, 분리막(10)으로 감싸진 전극판 적층체를 이송시키기 위한 이송벨트(B)가 구비될 수 있는데, 이때 상기 이송수단(100)은 일측이 상기 이송클램프 이송블록(120)에 회전 가능한 구조로 결합되고 타측에 상기 이송클램프(110)가 장착되어 회전 시 상기 이송클램프(110)를 상기 이송벨트(B) 측으로 이송시키는 회동블록(130)을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 이송클램프(110)가 회동블록(130)에 의해 이송클램프 이송블록(120)과 연결되도록 구성되면, 상기 회동블록(130)이 회동됨에 따라 이송클램프(110)가 이송클램프 이송블록(120)을 넘어 이송벨트(B)의 상측에 위치되는바, 상기 전극조립체는 이송벨트(B) 상에 안정적으로 안착될 수 있게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치의 동작에 대하여 상세히 설명한다.
양극판과 음극판이 사전에 설정된 개수만큼 적층된 전극판 조립체가 완성되면, 도 3에 도시된 바와 같이 이송수단(100)의 이송클램프(110)는 전극판 조립체를 클램핑한 후, 절단수단(200)에 포함되는 분리막 가압블록(220)과 분리막 거치대(210) 사이를 지나고, 접착제 분사수단(400)의 하측을 지날 때까지 전극판 조립체를 이송시킨다. 전극판 조립체의 이송이 완료되면, 상기 분리막 가압블록(220)은 분리막 거치대(210)를 향해 하강되어 분리막 가압블록(220)과 분리막 거치대(210) 사이의 분리막(10)을 고정시키고, 분리막 가압블록(220)에 장착된 절단날(230)은 분리막(10)의 폭방향으로 이동하면서 분리막(10)을 절단하게 된다. 이때, 상기 접착제 분사유닛(410)은 분사유닛 이송블록(420)의 길이방향으로 이송되면서 분리막(10)의 상면에 접착제를 도포한다.
분리막(10) 절단 및 접착제 도포가 완료되면, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 이송클램프(110)는 한 쌍의 측단클램프(310) 사이로 전극판 조립체를 이송시키고, 상기 한 쌍의 측단클램프(310)가 전극판 조립체의 양측을 잡아 고정시킨 후, 이송클램프(110)는 전극판 조립체 클램핑을 해제하고 상기 전극판 조립체로부터 일정 간격 이격되도록 이송된다. 이때 상기 한 쌍의 측단클램프(310)가 전극판 조립체의 양측 끝단만을 잡게 되면, 이송클램프(110)가 전극판 조립체 클램핑을 해제하였을 때 전극판 조립체의 가운데 부위가 아래로 처지게 되므로, 상기 측단클램프(310)는 전극판 조립체의 가운데 부위까지 클램핑할 수 있도록 분리막(10)의 폭방향을 따라 길게 연장된 형상으로 형성됨이 바람직하다. 물론, 상기 측단클램프(310)는 이송클램프(110)가 전극판 조립체를 클램핑하는 부위를 벗어난 지점만을 클램핑할 수 있도록, 상기 전극판 적층체의 상면 및 저면을 가압하는 제1 가압단과 제2 가압단으로 구성되되, 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 이송클램프(110)가 전극판 조립체를 클램핑하는 지점과 대응되는 부위에 개구부가 형성된다.
한 쌍의 측단클램프(310)가 전극판 조립체를 완전히 잡으면 측단클램프 회전블록(320)은 분리막(10) 폭방향과 평행한 회전축을 중심으로 자전하게 되는데, 이때 상기 측단클램프 회전블록(320)에 결합된 측단클램프(310) 역시 자전하게 되는바, 상기 전극판 적층체는 도 5에 도시된 바와 같이 여분의 분리막(10)에 의해 외측면이 전체적으로 감싸지게 된다. 이때, 전극판 적층체를 클램핑하고 있는 측단클램프(310) 역시 여분의 분리막(10)에 의해 감싸지게 되는데, 상기 여분의 분리막(10)이 측단클램프(310)를 여러겹으로 감싸게 되면 측단클램프(310)가 전극판 적층체로부터 쉽게 빠지지 아니하게 될 수 있다는 문제점이 있다.
따라서 상기 여분의 분리막(10)이 측단클램프(310)를 1회 또는 2회에 걸쳐 감싸게 되면 상기 측단클램프 회전블록(320)의 자전은 중지되고, 이송클램프(110)가 전극판 조립체(여분의 분리막(10)으로 감싸진 전극판 조립체)를 클램핑하며, 상기 한 쌍의 측단클램프(310)는 전극판 조립체로부터 빠지도록 서로 멀어지는 방향으로 이송된다.(도 6 참조)
이와 같이 한 쌍의 측단클램프(310)가 전극판 조립체로부터 완전히 빠진 이후, 상기 한 쌍의 측단클램프(310)는 여분의 분리막(10)으로 감싸진 전극판 조립체를 다시 클램핑하고 회전시킴으로써, 여분의 분리막(10)이 추가적으로 전극판 조립체를 감싸도록 한다. 물론, 상기 이송클램프(110)는 측단클램프(310)가 회전되기 이전에 클램핑을 해제한 후 전극판 조립체로부터 완전히 이격되도록 전방으로 이송되어야 할 것이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 과정이 수차례 반복되어 여분의 분리막(10)이 모두 전극판 조립체를 감싸게 되어 전극조립체가 완성되면, 이송클램프(110)는 상기 전극조립체를 클램핑하고 회동블록(130)은 이송클램프(110)가 이송벨트(B) 상측으로 위치되도록 회전되는바, 전극조립체는 이송벨트(B)로 제공될 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 의한 전극판 적층체 랩핑장치를 이용하면, 여분의 길이를 두고 분리막(10)을 절단하는 공정과, 여분의 분리막(10)으로 전극판 적층체를 감싸 전극조립체를 완성하는 공정을 연속적으로 자동화시킬 수 있으므로, 전극조립체 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 분리막 100 : 이송수단
110 : 이송클램프 112 : 제1 이송바
114 : 제2 이송바 120 : 이송클램프 이송블록
130 : 회동블록 200 : 절단수단
210 : 분리막 거치대 220 : 분리막 가압블록
230 : 절단날 300 : 적층체 회전수단
310 : 측단클램프 320 : 측단클램프 회전블록
330 : 측단클램프 이송블록 400 : 접착제 분사수단
410 : 접착제 분사유닛 420 : 분사유닛 이송블록
B : 이송벨트

Claims (10)

  1. 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교번으로 적층되되 상기 분리막의 일측이 길이방향으로 연장되어 권취롤러에 감겨진 상태의 전극판 적층체를 상기 분리막으로 감싸기 위한 장치로서,
    상기 전극판 적층체를 클램핑하는 이송클램프와, 상기 이송클램프와 결합되며 상기 분리막의 연장방향과 반대방향으로 이동 가능한 이송클램프 이송블록을 포함하는 이송수단;
    상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체와 상기 권취롤러 사이의 분리막을 폭방향으로 절단한 후 상기 전극판 적층체 측의 분리막 절단부위를 잡아 고정하는 절단수단;
    상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막의 폭방향을 따르는 양측을 잡은 후 상기 분리막으로 감싸지도록 상기 전극판 적층체를 회전시키는 전극판 적층체 회전수단;
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단수단은,
    상기 이송수단이 상기 전극판 적층체를 이송시켰을 때 상기 이송수단과 상기 권취롤러 사이의 분리막이 상면에 거치되는 분리막 거치대와, 상기 분리막 거치대 상에 거치된 분리막을 하향 가압하여 고정시키는 분리막 가압블록과, 상기 분리막의 폭방향으로 이동 가능한 구조로 상기 분리막 가압블록에 결합되어 상기 분리막 거치대와 상기 권취롤러 사이의 분리막을 절단하는 절단날을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극판 적층체가 회전됨에 따라 상기 전극판 적층체를 감싸게 되는 분리막의 길이만큼 상기 절단수단이 상기 전극판 적층체 회전수단 측으로 이송되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극판 적층체 회전수단은,
    상기 이송수단에 의해 이송된 전극판 적층체 중 상기 분리막의 폭방향을 따르는 양측을 잡는 한 쌍의 측단클램프와, 상기 한 쌍의 측단클램프에 각각 결합되며 상기 분리막의 폭방향을 따르는 회전축을 중심으로 회전되는 한 쌍의 측단클램프 회전블록과, 상기 한 쌍의 측단클램프 회전블록과 각각 결합되어 상기 분리막의 폭방향으로 이송 가능한 한 쌍의 측단클램프 이송블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 측단클램프 회전블록은, 상기 측단클램프가 상기 전극판 적층체를 클램핑하고 상기 이송클램프가 상기 전극판 적층체로부터 일정 간격 이격된 이후, 상기 전극판 적층체 및 측단클램프가 분리막으로 감싸지도록 사전에 설정된 단위각도만큼 회전되고,
    상기 측단클램프 회전블록이 단위각도만큼 회전된 이후, 상기 이송클램프가 상기 전극판 적층체를 클램핑하고, 상기 측단클램프는 상기 전극판 적층체 클램핑을 해제하여 상기 분리막 폭방향으로 이송되었다가 상기 전극판 적층체 및 이를 감싸는 분리막을 함께 클램핑하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 측단클램프는, 상기 전극판 적층체의 상면을 가압하는 제1 가압단과, 상기 전극판 적층체의 저면을 가압하는 제2 가압단으로 구성되되, 상기 제1 가압단과 제2 가압단은 상기 분리막의 폭방향을 따르는 상기 전극판 적층체의 중심선과 대응되는 부위에 개구부가 형성되고,
    상기 이송클램프는, 상기 제1 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 상면과 제2 가압단의 개구부를 통해 노출되는 전극판 적층체의 저면을 클림핑하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이송클램프는, 상기 제1 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 상면을 하향 가압하는 제1 이송바와, 상기 제2 가압단의 개구부로 인입되어 상기 전극판 적층체의 저면을 상향 가압하는 제2 이송바로 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단의 주변 중 상기 적층체 회전수단이 위치되는 측의 반대편에 마련되는 이송벨트를 더 포함하고,
    상기 이송수단은, 일측이 상기 이송클램프 이송블록에 회전 가능한 구조로 결합되고 타측에 상기 이송클램프가 장착되어 회전 시 상기 이송클램프를 상기 이송벨트 측으로 이송시키는 회동블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이송수단과 상기 절단수단 사이의 분리막에 접착제를 도포하는 접착제 분사수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착제 분사수단은,
    접착제를 분사하는 접착제 분사유닛과, 상기 분리막의 폭방향으로 이동 가능하며 상기 접착제 분사유닛이 승강 가능하도록 결합되는 분사유닛 이송블록을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 적층체 랩핑장치.
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