KR102347486B1

KR102347486B1 - 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치

Info

Publication number: KR102347486B1
Application number: KR1020210028637A
Authority: KR
Inventors: 김대식
Original assignee: (주)도원위즈테크
Priority date: 2021-03-04
Filing date: 2021-03-04
Publication date: 2022-01-07

Abstract

본 발명은 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 피딩 롤러(10)와 전,후 안내 롤러(20)(20')에 의해 전극판(2)을 이송 공급하되, 상기 피딩 롤러(10)의 원주상에 형성된 진공 흡착공(12)들을 통해 전극판(2)을 진공 흡착하여 전극판(2)의 슬립을 방지하면서 고속으로 이송 공급함과 함께 상기 피딩 롤러(10)의 하부에 이격 설치되어 상부의 이물질 흡입공(66)들을 통해 전극판(2), 특히 전극판 엣지 부분의 이물질을 흡입 제거하도록 하므로 전극판의 이물질 제거 작업성 및 제거 효율성을 종래보다 크게 향상시키도록 하는데 그 특징이 있다.

Description

2차 전지 이물질 제거용 피딩장치{Feeding device for removing foreign substances from secondary battery}

본 발명은 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 전극판을 피딩 롤러에 의해 이송 공급하는 과정에서 이물질을 제거하되, 상기 피딩 롤러의 진공 흡착에 의해 전극판의 슬립을 방지하여 고속으로 이송하면서 이물질을 효과적으로 흡입 제거하도록 하는 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 리튬 이온전지는 리튬의 반응성이 너무 커 안정성의 문제를 갖고 있으나 다른 전지에 비하여 많은 장점을 가지고 있기 때문에 최근 휴대폰, 노트북과 같은 전자 기기는 물론 전기 자동차의 배터리로 널리 사용되고 있다.

이러한 리튬이온 2차 전지는 양극(Cathode), 음극(Anode) 활물질을 금속박(Al or Cufoil)에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 분리막(separator)을 양 전극사이에 넣고 감아서 젤리롤(JELLY ROLL)을 제조한 후 원통형 또는 각형 금속 용기에 삽입하고, 전해액(electrolyte) 충진 및 밀봉하여 제조하는 것이다.

상기한 리튬이온 2차 전지 제조 과정에서 전극 및 분리막의 표면에 코팅되어 있는 세라믹이나 그 밖의 이물질이 발생되어 비산되면서 주변 기계장치의 고장이나 오 작동을 유발하게 함은 물론 리튬이온 2차 전지의 품질을 저하시키는 원인이 되었다.

종래 등록특허 제10-1578179호에는 2차 전지의 전극판을 권취하는 과정에서 커터에 의해 커팅할 때 발생되는 이물질을 흡입 제거하기 위한 장치가 개시된 바 있으나 이는 2차 전지의 전극판 이송 과정에서 발생되는 이물질의 제거에 적합하지 못할 뿐만 아니라 전극판을 권취하는 위치에 흡입 공들이 형성된 흡입수단을 배치하여 흡입 공들을 통한 단순 흡입 작동에 의해 이물질을 흡입 제거하기 때문에 이물질의 흡입 제거 효율이 우수하지 못한 한계가 있었다.

등록특허 제10-1578179호(2015년12월10일) 등록특허 제10-1604052호(2016년03월10일)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 전극판을 피딩 롤러에 의해 이송 공급하는 과정에서 이물질을 제거하되, 상기 피딩 롤러의 진공 흡착에 의해 전극판의 슬립을 방지하여 고속으로 이송하면서 이물질을 효과적으로 흡입 제거하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 서보 모터에 의해 회전 구동하는 피딩 롤러와, 상기 피딩 롤러 전후에서 수직 하부 위치로 설치되는 전,후 안내 롤러와, 상기 피딩 롤러 상부에서 실린더에 의해 승하강하는 푸쉬 롤러를 구성하여 전극판을 이송 공급하되, 상기 피딩 롤러의 원주상에 형성된 진공 흡착공들을 통해 전극판을 진공 흡착하여 전극판의 슬립을 방지하면서 이송 공급시키도록 하는 진공 흡착수단과, 상기 피딩 롤러의 하부에 이격 설치되어 상부의 이물질 흡입공들을 통해 전극판의 이물질을 흡입 제거하는 이물질 흡입 제거수단을 설치 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 진공 흡착수단은 피딩 롤러의 내부에 형성된 삽입 공간부로 진공 흡입 챔버를 베어링에 의해 지지되도록 내 삽입 설치하되, 상기 진공 흡입 챔버는 내부에 진공 흡입관과 연결되는 진공 흡입실을 형성하고, 상부에 진공 흡입공들을 원주 방향과 길이 방향으로 일정하게 이격되게 관통 형성하며, 상기 진공 흡입공들은 진공 흡입 챔버 외측에 원주 방향과 길이 방향으로 형성되는 진공 흡입 홈에 의해 서로 연결되어 동시에 진공 흡입 작동하도록 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 이물질 흡입 제거수단은 이물질 흡입 챔버 내부에 이물질 흡입관과 연결되는 이물질 흡입실과 진공 흡입실 상부에 조립 홈을 형성하고 상기 조립 홈으로 상부에 이물질 흡입공들을 수직으로 관통 형성한 흡입 블럭을 결합하되 상기 흡입 블럭의 상부는 피딩 롤러의 곡률과 대응되는 곡률에 의해 일정 간격으로 이격 설치되도록 라운드 곡면부를 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 피딩 롤러와 전,후 안내 롤러에 의해 전극판을 이송 공급하되, 상기 피딩 롤러의 원주상에 형성된 진공 흡착공들을 통해 전극판을 진공 흡착하여 전극판의 슬립을 방지하면서 고속으로 이송 공급과 함께 상기 피딩 롤러의 하부에 이격 설치되어 상부의 이물질 흡입공들을 통해 전극판, 특히 전극판 엣지 부분의 이물질을 흡입 제거하도록 하므로 전극판의 이물질 제거 작업성 및 제거 효율성을 종래보다 크게 향상시키게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 장치를 보여주는 전체 사시도.
도 2는 도 1의 장치에서 요부 절단 상태의 사시도.
도 3은 도 1의 정 단면 구성도.
도 4는 본 발명의 장치를 보여주는 측면 구성도.
도 5는 본 발명의 진공 흡입 수단을 보여주는 분해 사시도.
도 6은 도 5의 조립 상태 단면 사시도.
도 7은 본 발명의 이물질 흡입 제거수단을 보여주는 사시도.
도 8은 도 7의 단면 사시도.
도 9는 본 발명 장치의 작동 예를 보여주는 측 단면 구성도.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명의 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치는 2차 전지 제조 설비의 전극판 이송과정에서 전극판(특히 전극판 엣지 부분)에서 발생되는 이물질을 흡입 제거하도록 구성하는 것이다.

즉, 본 발명은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 피딩 롤러(10), 전,후 안내 롤러(20)(20'), 푸쉬 롤러(30), 진공 흡착수단(50) 및 이물질 흡입 제거수단(60)으로 구성하여 이루어지는 것이다.

상기 피딩 롤러(10)는 서보 모터(M)의 모터축에 축 결합되어 회전 구동하되, 베어링 하우징의 축 베어링(15)에 지지되는 축부(10a)와 전극판(2)을 이송시키는 롤러부(10b)로 구성한다.

상기 롤러부(10b)는 측방이 개구되어 내부로 삽입 공간부(11)를 형성하고 원주상에 등각 위치로 진공 흡착공(12)들을 병렬 형성하여 진공 흡착수단(50)에 의한 진공 흡착에 의해 전극판(2)의 슬립을 방지하면서 고속으로 이송 공급하도록 구성하는 것이다.

상기 전,후 안내롤러(20)(20')는 피딩 롤러(10)의 전후에서 수직 하부 위치로 설치되어 전극판을 피딩 롤러 위치로 승하강 안내하도록 구성한다.

상기 푸쉬 롤러(30)는 피딩 롤러 상부에 설치되어 구름 회전하되, 실린더(32)에 의해 승하강하면서 피딩 롤러(10)에 설치되어 전극판(2)을 원활히 이송 공급하도록 구성한다.

상기 푸쉬 롤러(30)는 전극판(2)의 밀착력을 높이기 위해 쿠션력과 밀착력을 갖는 재질로 형성하여 구성한다.

상기 진공 흡착수단(50)은 피딩 롤러(10)의 삽입 공간부(11)로 진공 흡입 챔버(51)를 베어링(55)에 의해 지지되도록 내 삽입 설치하되, 상기 진공 흡입 챔버(51)는 내부에 진공 흡입관(56)에 연결되는 진공 흡입실(52)을 형성하고, 상부에 진공 흡입공(53)들을 원주 방향과 길이 방향으로 일정하게 이격 형성되게 관통 형성하며, 상기 진공 흡입공(53)들은 진공 흡입 챔버 외측에 원주 방향과 길이 방향으로 형성되는 진공 흡입 홈(54a)(54b)에 의해 서로 연결되어 동시에 진공 흡입 작동하도록 구성한다.

상기 진공 흡입 챔버의 진공 흡입공(53)은 피딩 롤러의 진공 흡착공(12)들과 좌우 동일 위치로 형성하되, 진공 흡입 챔버(51)의 원주 방향에서 상부 및 전,후 측부로서 전극판이 접촉 이동하는 1/2 반경 범위로 형성하여 구성한다.

상기 이물질 흡입 제거수단(60)은 피딩 롤러(10)의 하부에 이격 설치되어 상부의 이물질 흡입공(66)들을 통해 피딩 롤러, 전후 안내 롤러에 의해 이송 공급되는 전극판(2)의 이물질, 특히 전극판의 엣지 부분에서 발생되는 이물질을 흡입 제거하도록 구성한다.

상기 이물질 흡입 제거수단(60)은 이물질 흡입 챔버(61) 내부에 이물질 흡입관(64)에 연결되는 이물질 흡입실(62)과 상기 진공 흡입실 상부에 조립 홈(63)을 형성하고 상기 조립 홈(63)으로 상부에 이물질 흡입공(66)들을 수직으로 관통 형성한 흡입 블럭(65)을 결합하되 상기 흡입 블럭(65)의 상부는 피딩 롤러의 곡률과 대응되는 곡률에 의해 일정 간격(t)으로 이격 설치되도록 라운드 곡면부(65a)로 형성하여 구성한다.

상기 이물질 흡입 제거수단(60)은 피딩 롤러(10)의 하부에 이격되는 간격(t)을 셋팅하기 위해 진공 흡착수단의 진공 흡입 챔버(51)와 이물질 흡입 챔버(61)를 연결 부재(70)로 지지 결합하도록 구성한다.

또한, 상기 진공 흡착수단(50)의 진공 흡입관(56)과 이물질 흡입 제거수단(60)의 이물질 흡입관(64)은 미도시된 통상의 진공 흡입수단, 이물질 흡입수단에 연결되어 진공 흡입, 이물질 흡입 작동이 가능하도록 구성되는 것이다.

미 설명 부호로서, 5는 피딩 롤러, 안내 롤러 및 이물질 흡입 제거수단이 고정 설치되는 설치 프레임, 68은 이물질 흡입 챔버(61) 하부에 지지 설치되는 지지 블럭을 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

먼저 2차 전기의 전극판(2)을 전방 안내 롤러(20)- 피딩 롤러(10)- 후방 안내 롤러(20')를 경유하도록 장착한다.

그리고 상기 피딩 롤러(10) 상부의 푸쉬 롤러(30)를 실린더(32)에 의해 하강시켜 푸쉬 롤러(30)와 피딩 롤러(10) 사이의 전극판(2)을 밀착시킨다.

이와 같은 상태에서 상기 피딩 롤러(10)를 서보 모터(M)에 의해 회전 구동시켜 전극판(2)을 이송 공급시키는 것이다.

이 과정에서 상기 피딩 롤러(10)의 원주상에는 등각 위치로 진공 흡착공(12)들이 병렬 형성되어 있어 진공 흡착수단(50)에 의해 진공 흡착 작동하므로 전극판(2)이 슬립되지 않도록 하면서 전극판(2)을 고속으로 이송 공급시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 상기 피딩 롤러(10) 내부의 삽입 공간부(11)로 진공 흡입 챔버(51)가 베어링(55)에 지지되도록 내 삽입 설치되어 있기 때문에 진공 흡입수단에 연결되는 진공 흡입 챔버 내부의 진공 흡입실(52)과 상기 진공 흡입 챔버의 상부에 원주 방향과 길이 방향으로 일정하게 이격 형성된 진공 흡입공(53)들을 통해 진공 흡입 작동하면, 상기 피딩 롤러(10)의 진공 흡착공(12)을 통해 진공판(2)을 진공 흡착하는 작동을 수행하게 되는 것이다.

이때, 상기 피딩 롤러(10)는 전극판(2)이 밀착되는 상부 위치에서 진공 흡착공(12)들에 의해 전극판(2)을 진공 흡착하게 되면서 전극판(2)의 슬립을 방지하면서 전극판(2)을 고속으로 이송 공급하게 되는 것이다.

특히, 상기 진공 흡입 챔버(51)의 상부 원주 방향과 길이 방향으로 일정하게 이격되어 있는 진공 흡입공(53) 들은 원주 방향과 길이 방향으로 형성되는 진공 흡입 홈(54a)(54b)에 의해 서로 연결되어 있기 때문에 피딩 롤러(10)의 진공 흡착공(12)과 진공 흡입공(53)이 정확히 일치하는 위치가 아니어도 피딩 롤러가 회전하는 과정에서 진공 흡입력이 진공 흡착공(12)을 통해 작용하게 되므로 전극판(2)을 더 효과적으로 진공 흡착하게 되면서 피딩 롤러에 의해 전극판(2)을 더 효과적으로 이송 공급시킬 수 있는 것이다.

이와 같이 상기 전극판(2)을 고속으로 이송 공급시키면서 상기 전극판(2)에서 발생되는 이물질을 흡입 제거하게 되는 것이다.

즉, 이물질 흡입수단의 흡입 작동으로 상기 피딩 롤러 하부에서 이물질 흡입 챔버(61) 상부에 조립된 흡입 블럭(65)의 이물질 흡입공(66) 들을 통해 전극판의 이물질을 흡입하여 이물질 흡입실(62)- 이물질 흡입관(64)을 통해 흡입하여 수거하게 되는 것이다.

특히, 상기 흡입 블럭(65)은 피딩 롤러의 곡률과 대응되는 곡률의 상부 라운드 곡면부(65a)에 의해 피딩 롤러와 일정 간격(t)으로 이격되는 공간을 형성하고 있어 상기 피딩 롤러에 의해 이송되는 전극판(2), 특히 전극판의 엣지 부분에서 발생되는 이물질을 피딩 롤러(10)와 흡입 블럭(65) 사이의 이격 간격(t)을 통해 효과적으로 흡입하게 되면서 흡입 블럭의 이물질 흡입공(66)들에서 전극판의 이물질을 더 효과적으로 흡입 제거하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 피딩 롤러(10)의 원주상에 형성된 진공 흡착공(12)들을 통해 진공 흡입수단에 의한 진공 흡입 작동으로 전극판을 흡착 이송시키기 때문에 전극판(2)의 슬립을 방지하면서 고속으로 이송 공급시키고, 이와 동시에 상기 피딩 롤러(10)의 하부에 이격 설치되는 이물질 흡입 제거수단(60)의 이물질 흡입공(66)들을 통해 전극판(2), 특히 전극판의 엣지 부분에서 발생되는 이물질을 효과적으로 흡입 제거하게 되는 것이다.

10: 피딩 롤러 12: 진공 흡착공
20,20': 전,후 안내 롤러 30: 푸쉬 롤러
32: 실린더 50: 진공 흡착수단
51: 진공 흡입 챔버 52: 진공 흡입실
53: 진공 흡입공 54a,54b: 진공 흡입홈
55: 베어링 56: 진공 흡입관
60: 이물질 흡입 제거수단 61: 이물질 흡입 챔버
62: 이물질 흡입실 63: 조립 홈
65: 흡입 블럭 65a: 라운드 곡면부
66: 이물질 흡입공

Claims

서보 모터(M)에 의해 회전 구동하는 피딩 롤러(10)와,
상기 피딩 롤러 전후에서 수직 하부 위치로 설치되는 전,후 안내 롤러(20)(20')와,
상기 피딩 롤러 상부에서 실린더(32)에 의해 승하강하는 푸쉬 롤러(30)를 구성하여 전극판(2)을 이송 공급하되,
상기 피딩 롤러(10)의 원주상에 형성된 진공 흡착공(12)들을 통해 전극판(2)을 진공 흡착하여 전극판(2)의 슬립을 방지하면서 이송 공급하는 진공 흡착수단(50)과,
상기 피딩 롤러(10)의 하부에 이격 설치되어 상부의 이물질 흡입공(66)들을 통해 전극판(2)의 이물질을 흡입 제거하는 이물질 흡입 제거수단(60)을 설치 구성하고,
상기 이물질 흡입 제거수단(60)은 이물질 흡입 챔버(61) 내부에 이물질 흡입관(64)에 연결되는 이물질 흡입실(62)과 진공 흡입실 상부에 조립 홈(63)을 형성하고 상기 조립 홈(63)으로 상부에 이물질 흡입공(66)들을 수직으로 관통 형성한 흡입 블럭(65)을 결합하되 상기 흡입 블럭(65)의 상부는 피딩 롤러의 곡률과 대응되는 곡률에 의해 일정 간격으로 이격 설치되도록 라운드 곡면부(65a)를 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치.
제1항에 있어서,
상기 진공 흡착수단(50)은 피딩 롤러(10)의 내부에 형성된 삽입 공간부(11)로 진공 흡입 챔버(51)를 베어링(55)에 의해 지지되도록 내 삽입 설치하되, 상기 진공 흡입 챔버(51)는 내부에 진공 흡입관(56)과 연결되는 진공 흡입실(52)을 형성하고, 상부에 진공 흡입공(53)들을 원주 방향과 길이 방향으로 일정하게 이격되게 관통 형성하며, 상기 진공 흡입공(53)들은 진공 흡입 챔버 외측에 원주 방향과 길이 방향으로 형성되는 진공 흡입 홈(54a)(54b)에 의해 서로 연결되어 동시에 진공 흡입 작동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 2차 전지 이물질 제거용 피딩장치.
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