KR101956763B1 - 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치 - Google Patents

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김유규
강전영
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주식회사 디에이테크놀로지
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Abstract

본 발명은 음극필름과 양극필름을 연속적으로 이송하면서 일정 크기로 절단하여 음극판 및 양극판을 가공하고, 가공된 음극판과 양극판을 양방향으로 일정 각도로 회전하는 틸팅테이블로 이송하여 순차적으로 적층할 수 있는 이차전지 셀 스택 제조 시스템의 사행제어장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치는, 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동 가능하게 설치되는 설치판; 상기 설치판의 일면에 설치되며, 전극필름이 감겨진 전극릴이 회전 가능하게 장착되는 언와인딩샤프트; 상기 설치판의 일면에 수평한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 전극릴에서 풀려져 나온 전극필름이 감기면서 안내되는 복수의 가이드롤; 상기 가이드롤을 통과한 전극필름을 일정 거리씩 수평 이송하는 필름이송유닛; 상기 필름이송유닛과 가이드롤 사이에 배치되어 가이드롤을 통과한 전극필름이 진행방향에 대해 틀어진 정도를 감지하는 사행감지센서; 및, 상기 사행감지센서에 의해 감지되는 전극필름의 진행방향 오차에 따라 상기 설치판을 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동시켜 진행방향을 바로 잡는 설치판 구동유닛을 포함한다.

Description

이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치{Edge Position Control System for Secondary Battery Cell Manufacturing Machine}
본 발명은 이차전지의 셀(cell)을 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음극판과 양극판이 교대로 놓여지는 스테이지를 일정 각도로 왕복 회전 운동시키면서 스테이지 상에 연속적으로 공급되는 세퍼레이터(분리막)에 음극판과 양극판을 교대로 적층하여 셀 스택(cell stack)을 제조하는 과정에서 필름 형태로 된 양극판과 음극판이 비틀어지지 않고 정확하게 이송될 수 있도록 음극판과 양극판의 진행 방향을 제어하는 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 화학전지는 양극판과 음극판의 전극 한쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서 상기 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다. 이러한 화학전지는 충전반응이 매우 느려서 1회 방전 용도로만 쓰이는 1차전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차전지로 구분되며, 최근 들어서는 충방전이 가능한 장점으로 인해 2차전지의 사용이 늘고 있는 추세에 있다.
즉, 상기 2차전지는 그 장점으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 일예로 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단전자기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.
이러한 2차 전지는 양극판, 분리막, 음극판이 순차적으로 적층되어 전해질 용액에 담가진 형태로 이루어지는데, 이와 같은 2차 전지의 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 나뉜다.
소형 2차 전지의 경우 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서(winding) 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 제작하는 방식이 많이 사용되며, 보다 많은 전기 용량을 가지는 중대형 2차 전지의 경우에는 음극판, 양극판 및 분리막을 적절한 순서로 적층하여(stacking) 제작하는 방식이 많이 사용된다.
적층식으로 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있는데, 그 중 Z-스택킹(Z-stacking) 방식에서는 세퍼레이터(분리막)가 지그재그로 접힌 형태를 이루며 그 사이에 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입된 형태로 적층되도록 한다.
이와 같은 Z-스택킹 형태로 이루어지는 2차 전지 내부 셀 스택은 등록특허 제10-0313119호, 등록특허 제10-1140447호 등과 같은 여러 선행기술들에 개시되어 있다.
Z-스택킹 형태를 실제로 구현하기 위해서, 한국 등록특허 제10-0309604호와 같은 선행기술에서는 펼쳐진 상태의 분리막의 일측 면에 다수의 음극판을, 타측 면에 다수의 음극판을 배치한 후 접는 방식을 개시하고 있다. 이러한 방식은 젤리-롤 형태의 2차 전지 내부 셀 스택을 제작할 때도 널리 사용되고 있는 방식이다. 그러나 이러한 방식을 사용할 경우 음극판 및 양극판을 정렬(alignment)시키기에 난해함이 있다.
이에 최근에는 Z-폴딩 적층 형태의 2차 전지 셀 스택을 제작함에 있어서 좌우로 이격된 적재테이블에 음극판 및 양극판을 각각 쌓아 두고, 적재테이블 사이에 음극판과 양극판이 적층되는 스테이지를 좌우로 수평 왕복 이동하게 설치하고, 로봇(매니퓰레이터)이 상기 적재테이블 상의 음극판 및 양극판을 교대로 픽업 및 이송하여 스테이지 상에 클램핑된 세퍼레이터 위에 교대로 적층시키는 방식을 사용하고 있다.
그런데, 이와 같은 종래의 Z-스택킹 방식은 스테이지를 좌우로 직선 왕복 운동하면서 적층하기 때문에 스테이지의 이동 거리가 길어 작업 시간이 많이 소요되고, 이에 따라 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 출원인은 전극필름이 권선된 릴에서 전극필름을 연속적으로 이송하면서 전극필름을 일정 크기의 양극판과 음극판으로 절단하고, 절단된 양극판과 음극판을 수평한 축을 중심으로 양방향으로 회전 운동하는 틸팅테이블 상에 교대로 공급하여 세퍼레이터에 순차적으로 적층하여 작업 속도를 향상시킬 수 있는 이차전지 셀 제조시스템을 개발하였다.
그런데 롤에 감겨진 전극필름을 연속적으로 이송하게 되면, 전극필름이 이송되는 과정에서 마찰력의 차이나 이송롤의 가공오차 등으로 인하여 전극필름이 진행방향에 대해 측방향으로 일정 각도로 틀어져서 이동하는 현상, 즉 사행이 발생한다.
통상적으로 이차전지 셀을 제조하는 기술분야에서 롤에 감겨진 전극필름을 연속적으로 이송하여 소정의 공정을 수행하는 경우에서는 전극필름의 사행을 제어하기 위하여 필름의 진행방향에 대해 측방향으로 회동하는 EPC 롤(Edge Position Control Roll)을 구비한 별도의 사행제어장치를 사용하고 있다.
하지만 기존의 EPC 롤을 사용하는 경우에는 전극필름이 장력을 유지하면서 EPC 롤을 통과하도록 해야 하므로 다수의 장력 유지용 롤을 사용해야 하므로 전극필름의 이동 거리가 길어지게 되어 생산성 및 작업 효율이 저하되는 문제가 있다.
등록특허 제10-1140447호(2012.04.19. 등록) 등록특허 제10-1380133호(2014.03.26. 등록) 등록특허 제10-1220981호(2013.01.04. 등록) 등록특허 제10-0309604호(2001.09.10. 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 음극판과 양극판이 교대로 놓여지는 틸팅테이블을 지면(地面)에 대해 수평한 축을 중심으로 양방향으로 일정 각도씩 왕복 회전 운동시키면서 틸팅테이블 상에 연속적으로 공급되는 세퍼레이터에 음극판과 양극판을 교대로 적층하여 셀 스택(cell stack)을 제조하는 과정에서 필름 형태로 된 양극판과 음극판이 비틀어지지 않고 정확하게 이송될 수 있도록 음극판과 양극판의 진행 방향을 제어하는 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치는, 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동 가능하게 설치되는 설치판; 상기 설치판의 일면에 설치되며, 전극필름이 감겨진 전극릴이 회전 가능하게 장착되는 언와인딩샤프트; 상기 설치판의 일면에 수평한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 전극릴에서 풀려져 나온 전극필름이 감기면서 안내되는 복수의 가이드롤; 상기 가이드롤을 통과한 전극필름을 일정 거리씩 수평 이송하는 필름이송유닛; 상기 필름이송유닛과 가이드롤 사이에 배치되어 가이드롤을 통과한 전극필름이 진행방향에 대해 틀어진 정도를 감지하는 사행감지센서; 및, 상기 사행감지센서에 의해 감지되는 전극필름의 진행방향 오차에 따라 상기 설치판을 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동시켜 진행방향을 바로 잡는 설치판 구동유닛을 포함한다.
상기 필름이송유닛은, 전극필름의 상측 및 하측에 각각 배치되는 복수의 풀리, 상기 풀리에 감겨져 회동하며 상기 전극필름의 상면과 하면에 각각 접촉하는 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트, 상기 상부 이송벨트에 감겨진 풀리와 하부 이송벨트가 감겨진 풀리를 회전시키는 모터와, 상기 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트의 외측에 설치되어 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트 사이로 이송되는 전극필름에 형성된 전극탭의 수를 감지하여 상기 모터의 작동을 제어하는 이송량감지센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 형태에 따른 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치는, 전극필름이 권선되어 있는 전극릴이 장착되는 2개의 전극공급부; 상기 각각의 전극공급부로부터 이송되는 전극필름을 일정 크기의 전극판으로 절단하는 2개의 전극절단부; 상기 2개의 전극절단부 사이에서 지면(地面)에 대해 수평한 회전축을 중심으로 하여 지면에 대해 연직한 축에 대해 양방향으로 일정한 각도로 왕복 회전하는 틸팅테이블과, 상기 틸팅테이블을 회전축을 중심으로 왕복 회전시키는 테이블 구동유닛을 포함하는 전극스택부; 상기 틸팅테이블의 상측에서 틸팅테이블로 세퍼레이터를 연속적으로 공급하는 세퍼레이터 공급부; 상기 2개의 전극전달부와 전극스택부 사이에 각각 배치되어 지면(地面)에 대해 수평한 축을 중심으로 일정 각도로 왕복 회전 운동하면서 전극판을 상기 틸팅테이블로 교대로 전달하는 전극전달유닛;을 포함하는 이차전지 셀 스택 제조 시스템의 사행제어장치에 있어서, 상기 전극공급부에 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동 가능하게 설치된 설치판; 상기 설치판에 설치되며, 상기 전극릴이 회전 가능하게 장착되는 언와인딩샤프트; 상기 설치판에 수평한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 전극필름이 감기면서 안내되는 복수의 가이드롤; 상기 가이드롤을 통과한 전극필름을 전극절단부 쪽으로 일정 거리씩 수평 이송하는 필름이송유닛; 상기 필름이송유닛과 가이드롤 사이에 배치되어 가이드롤을 통과한 전극필름이 진행방향에 대해 틀어진 정도를 감지하는 사행감지센서; 및, 상기 사행감지센서에 의해 감지되는 전극필름의 진행방향 오차에 따라 상기 설치판을 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동시켜 진행방향을 바로 잡는 설치판 구동유닛;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 전극필름(양극필름 및 음극필름)이 감겨진 전극릴과 전극필름을 안내하는 가이드롤이 설치되어 있는 설치판 자체를 측방향으로 이동시킴으로써 전극필름의 사행을 제어한다. 따라서 전극필름의 이동거리를 최소화할 수 있으므로 장비의 전체 크기와 구조를 축소할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사행제어장치가 적용된 이차전지 셀 스택 제조 시스템의 전체 구성을 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 셀 스택 제조 시스템의 양극공급부에 적용된 사행제어장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 사행제어장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 사행제어장치를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 2에 도시된 사행제어장치의 작동례를 나타낸 평면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조 시스템의 사행제어장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저 도 1을 참조하면, 이차전지 셀 스택 제조 시스템은 양극판(양극 전극)과 세퍼레이터(분리막)와 음극판(음극 전극)을 순차적으로 적층하여 이차전지 셀을 제조하는 장비로서, 본체(10)와, 첫번째 전극필름으로서 양극필름(1b)이 권선되어 있는 양극릴(1a)이 장착되는 양극공급부(110)와, 상기 양극릴(1a)에서 풀려져서 이송되는 양극필름(1b)을 일정 크기의 양극판(1)으로 절단하는 양극절단부(120), 양극절단부(120)에서 절단된 양극판(1)의 위치를 조정하는 제1얼라인테이블(140), 제1얼라인테이블(140)에 놓여진 양극판(1)을 각각 촬영하여 위치를 검출하는 제1비전검사부(150), 두번째 전극필름으로서 음극필름(2b)이 권선되어 있는 음극릴(2a)이 장착되는 음극공급부(210), 상기 음극릴(2a)에서 풀려져서 이송되는 음극필름(2b)을 일정 크기의 음극판(2)으로 절단하는 음극절단부(220), 음극절단부(220)에서 절단된 음극판(2)의 위치를 조정하는 제2얼라인테이블(240), 제2얼라인테이블(240)에 놓여진 음극판(2)을 각각 촬영하여 위치를 검출하는 제2비전검사부(250), 지면(地面)에 대해 수평한 회전축(331)을 중심으로 양방향으로 일정한 각도로 왕복 회전하면서 세퍼레이터(3)에 양극판(1)과 음극판(2)을 순차적으로 적층하는 틸팅테이블(310)을 구비한 전극스택부(300), 상기 제1얼라인테이블(140) 및 제2얼라인테이블(240)에서 양극판(1)과 음극판(2)을 픽업하여 상기 전극스택부(300)로 공급하는 양극전달유닛(400) 및 음극전달유닛(500), 전극스택부(300)로 세퍼레이터(3)를 연속적으로 공급하는 세퍼레이터 공급부(600), 전극스택부(300)에서 적층된 양극판(1)과 음극판(2) 및 세퍼레이터(3)의 적층체를 전극스택부(300)의 외부로 이송하는 언로딩부 등을 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 음극공급부(210)와 음극절단부(220), 제2얼라인테이블(240), 제2비전검사부(250), 음극전달유닛(500)은 상기 전극스택부(300)를 사이에 두고 상기 양극공급부(110)와 양극절단부(120), 제1얼라인테이블(140), 제1비전검사부(150), 양극전달유닛(400)과 대칭되게 구성되며, 서로 동일 또는 유사한 구성으로 이루어져 동일 또는 유사한 방식으로 동작한다. 즉, 상기 전극스택부(300)를 중심에 두고 상기 양극공급부(110)와 양극절단부(120), 제1얼라인테이블(140), 제1비전검사부(150), 양극전달유닛(400)은 상기 음극공급부(210)와 음극절단부(220), 제2얼라인테이블(240), 제2비전검사부(250), 음극전달유닛(500)과 각각 대칭되게 배치되고, 각각 동일 또는 유사한 구성으로 이루어진다. 따라서 이하의 설명에서 양극공급부(110)와 양극절단부(120), 제1얼라인테이블(140), 제1비전검사부(150)를 중심으로 그 세부 구성 및 동작에 대해 설명하지만, 음극공급부(210)와 음극절단부(220), 제2얼라인테이블(240), 제2비전검사부(250)의 세부 구성 및 동작 또한 동일 또는 유사하므로 이에 대해 상세하게 설명하지 않더라도 쉽고 명확하게 이해될 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 양극공급부(110)는 이차전지 셀의 양극판(1)의 원재료가 되는 양극필름(1b)을 적재하여 공급하는 부분으로, 본체(10)에 지면(地面)에 대해 수직하게 설치되는 설치판(111)과, 상기 설치판(111)의 하부에 설치되어 상기 양극필름(1b)이 감겨진 양극릴(1a)이 회전 가능하게 장착되는 언와인딩샤프트(112)와, 상기 설치판(111)의 상부에 수평한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 양극필름(1b)이 감기면서 안내되는 복수의 가이드롤(113)과, 상기 가이드롤(113)을 통과한 양극필름(1b)을 양극절단부(120) 쪽으로 일정 거리씩 연속적으로 수평 이송하는 필름이송유닛을 포함한 구성으로 이루어진다.
상기 필름이송유닛은 양극필름(1b)을 절단될 길이만큼, 즉 양극판(1)의 길이만큼 양극필름(1b)을 연속 반복적으로 이송하는 기능을 수행하도록 구성된다. 상기 필름이송유닛은 양극필름(1b)의 상측 및 하측에 각각 배치되는 복수의 풀리(115a, 115b)와, 상기 풀리(115a, 115b)에 감겨져 회동하며 상기 양극필름(1b) 또는 음극필름(2b)의 상면과 하면에 각각 접촉하는 상부 이송벨트(116a) 및 하부 이송벨트(116b)와, 상기 상부 이송벨트(116a)에 감겨진 풀리(115a, 115b)와 하부 이송벨트(116b)가 감겨진 풀리(115a, 115b)를 회전시키는 모터(117a, 117b)와, 상기 상부 이송벨트(116a) 및 하부 이송벨트(116b)의 외측에 설치되어 상부 이송벨트(116a) 및 하부 이송벨트(116b) 사이로 이송되는 양극필름(1b) 또는 음극필름(2b)의 가장자리에 형성된 전극탭(T)의 수를 감지하여 상기 모터(117a, 117b)의 작동을 제어하는 이송량감지센서(119)를 포함한 구성으로 이루어진다.
따라서 모터(117a, 117b)에 의해 풀리(115a, 115b)가 회전하게 되면 상부 이송벨트(116a) 및 하부 이송벨트(116b)가 회전하여 양극필름(1b)을 양극절단부(120) 쪽으로 일정 피치로 이송하게 되는데, 이 때 이송량감지센서(119)는 양극필름(1b)의 가장자리에 일정 간격으로 형성되어 있는 전극탭(T)의 수를 통해 양극필름(1b)의 이동 거리를 검출하여 모터(117a, 117b)의 작동을 제어한다.
상기 설치판(111)은 사각형의 평판 형태로 이루어지며, 양극필름(1b)의 사행, 즉 진행방향에 대해 측방향으로 일정 각도로 틀어져서 이동하는 현상을 바로 잡기 위해 상기 양극필름(1b)의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동 가능하게 설치된다. 통상의 전극필름을 이송하는 장치에서는 전극필름의 사행을 바로 잡기 위하여 측방향으로 회동하는 EPC 롤(Edge Position Control Roll)을 구비한 별도의 사행제어장치를 사용하고 있으나, 이 경우 전극필름이 장력을 유지하면서 EPC 롤을 통과하도록 해야 하므로 전극필름의 이동 거리가 길어지게 되어 생산성 및 작업 효율이 저하되는 결점이 있다. 이에 본 발명은 기존의 EPC 사행제어장치를 사용하지 않고 상기 양극릴(1a)과 양극필름(1b)을 안내하는 가이드롤(113)이 설치되어 있는 설치판(111) 자체를 측방향으로 이동시킴으로써 사행을 제어함으로써 양극필름(1b)의 이동거리를 최소화한다.
이러한 설치판(111)의 이동에 의한 양극필름(1b)의 사행 제어를 위하여, 상기 필름이송유닛과 가이드롤(113) 사이에 가이드롤(113)을 통과한 양극필름(1b)이 진행방향에 대해 틀어진 정도를 감지하는 사행감지센서(114)가 배치되고, 상기 사행감지센서(114)에 의해 감지되는 양극필름(1b)의 진행방향 오차에 따라 설치판(111)을 양극필름(1b)의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동시켜 진행방향을 바로 잡는 설치판 구동유닛이 구성된다.
이 실시예에서 설치판 구동유닛은 사행감지센서(114)와 전기적으로 연결된 컨트롤러로부터 제어신호를 인가받아 작동하는 구동모터(118a)와, 구동모터(118a)로부터 동력을 전달받아 회전하며 본체(10)의 하부에 측방향으로 연장되게 설치된 볼스크류(118b)와, 볼스크류(118b)의 회전에 의해 볼스크류(118b)를 따라 이동하며 설치판(111)의 하단부에 결합된 너트부(118c)와, 본체(10)의 하부에 측방향으로 연장되게 설치되어 설치판(111)의 측방향 이동을 안내하는 가이드레일(118d)을 포함한 구성으로 이루어진다. 하지만 이외에도 설치판 구동유닛은 공지의 선형운동장치, 예를 들어 리니어모터 시스템, 모터와 풀리 및 풀리에 감겨진 벨트를 포함하는 선형운동장치, 모터와 래크기어 및 피니언기어를 포함하는 선형운동장치 등을 적용하여 구성할 수 있다.
따라서, 도 5a 및 도 5b에 도시한 것과 같이 양극필름(1b)이 양극절단부(120) 쪽으로 이송되는 과정에서 양극필름(1b)이 진행 방향에 대해 측방향으로 일정 각도로 틀어져서 이동하게 되면, 사행감지센서(114)가 이를 감지하여 컨트롤러로 감지 신호를 전송하고, 컨트롤러는 구동모터(118a)에 전원을 인가하여 설치판(111)을 측방향으로 소정의 거리만큼 이동시킴으로써 양극필름(1b)의 진행 방향을 교정하게 된다.
이와 같이 양극필름(1b)이 이송되는 과정에서 사행이 교정되는 것과 동일한 방식으로 음극공급부()에서도 음극필름()의 사행이 교정된다.
양극공급부()에서 사행이 교정되어 이송되는 양극필름()과 음극공급부()에서 사행이 교정되어 이송되는 음극필름()은 이후 양극절단부(120) 및 음극절단부()에서 각각 일정한 크기의 사각 판으로 절단되어 양극판(1)과 음극판()으로 만들어진다.
양극절단부(120) 및 음극절단부()에서 만들어진 양극판(1)과 음극판()은 각각 제1전극트랜스퍼(130) 및 제2전극트랜스퍼()에 의해 제1얼라인테이블(140) 및 제2얼라인테이블(140)로 이송된 후, 제1비전검사부(150) 및 제2비전검사부()에 의해 촬영되어 위치가 검출되고, 제1얼라인테이블(140) 및 제2얼라인테이블()을 X-Y 방향으로 이동하거나 회전시켜 양극판() 및 음극판()의 위치를 정확하게 정렬한다.
이어서 양극전달유닛(400) 및 음극전달유닛()이 일정 각도로 왕복 회전하면서 제1얼라인테이블(140) 및 제2얼라인테이블() 상에 정렬된 양극판(1) 및 음극판()을 진공 흡착하여 전극스택부(300)의 틸팅테이블(310) 쪽으로 이송한다.
이 때 틸팅테이블(310)은 테이블 구동유닛에 의해 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 양방향으로 일정 각도로 회전 운동하면서 양극전달유닛(400) 및 음극전달유닛(500)으로부터 교대로 양극판() 및 음극판()을 전달받아 틸팅테이블(310) 상으로 연속적으로 공급되는 세퍼레이터(3) 위에 순차적으로 적층한다.
일정 수의 양극판()과 세퍼레이터()와 음극판()이 순차적으로 적층되어 이차전지 셀이 만들어지면, 언로딩픽커(미도시)가 틸팅테이블() 상의 이차전지 셀을 픽업하여 언로딩부로 이송한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 양극필름(1b)과 음극필름(2b)이 권선된 전극릴에서 양극필름(1b)과 음극필름(2b)을 연속적으로 이송하면서 일정 크기의 양극판(1)과 음극판(2)으로 절단하고, 절단된 양극판(1)과 음극판(2)을 교대로 틸팅테이블(310)로 공급하므로 제조 시간과 비용을 대폭 축소할 수 있다.
특히 본 발명의 사행제어장치는 전극필름(양극필름 및 음극필름)이 감겨진 전극릴(1a, 2a)과 전극필름(1b, 2b)을 안내하는 가이드롤(113)이 설치되어 있는 설치판(111) 자체를 측방향으로 이동시킴으로써 사행을 제어할 수 있다. 따라서 전극필름(1b, 2b)의 이동거리를 최소화할 수 있으므로 장비의 전체 크기와 구조를 축소할 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
T : 전극탭 1 : 양극판
1a: 양극릴 1b : 양극필름
2 : 음극판 2a : 음극릴
2b : 음극필름 10 : 본체
110 : 양극공급부 111 : 설치판
112 : 언와인딩샤프트 113 : 가이드롤
114 : 사행감지센서 120 : 양극절단부
130 : 제1전극트랜스퍼 140 : 제1얼라인테이블
150 : 제1비전검사부 210 : 음극공급부
220 : 음극절단부 230 : 제2전극트랜스퍼
240 : 제2얼라인테이블 250 : 제2비전검사부
300 : 전극스택부 310 : 틸팅테이블
400 : 양극전달유닛 500 : 음극전달유닛
600 : 세퍼레이터 공급부

Claims (3)

  1. 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동 가능하게 설치되는 설치판;
    상기 설치판의 일면에 설치되며, 전극필름이 감겨진 전극릴이 회전 가능하게 장착되는 언와인딩샤프트;
    상기 설치판의 일면에 수평한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 전극릴에서 풀려져 나온 전극필름이 감기면서 안내되는 복수의 가이드롤;
    상기 설치판의 외측에 설치되어 상기 가이드롤을 통과한 전극필름을 일정 거리씩 수평 이송하는 필름이송유닛;
    상기 필름이송유닛과 가이드롤 사이에 배치되어 가이드롤을 통과한 전극필름이 진행방향에 대해 틀어진 정도를 감지하는 사행감지센서; 및,
    상기 사행감지센서에 의해 감지되는 전극필름의 진행방향 오차에 따라 상기 설치판을 전극필름의 진행 방향에 대해 직교하는 측방향으로 이동시켜 진행방향을 바로 잡는 설치판 구동유닛;
    을 포함하며,
    상기 필름이송유닛은, 전극필름의 상측 및 하측에 각각 배치되는 복수의 풀리, 상기 풀리에 감겨져 회동하며 상기 전극필름의 상면과 하면에 각각 접촉하는 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트, 상기 상부 이송벨트에 감겨진 풀리와 하부 이송벨트가 감겨진 풀리를 회전시키는 모터와, 상기 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트의 외측에 설치되어 상부 이송벨트 및 하부 이송벨트 사이로 이송되는 전극필름에 형성된 전극탭의 수를 감지하여 상기 모터의 작동을 제어하는 이송량감지센서를 포함하는 이차전지 셀 스택 제조 시스템의 사행제어장치.
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