KR20140124970A - 리튬이차전지 극판 이송 장치 - Google Patents

리튬이차전지 극판 이송 장치 Download PDF

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백동호
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장상민
김대웅
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Abstract

본 발명은 극판 이송시에 정전기등으로 인해 2매 이상의 극판이 이송하는 것을 방지하는 것이 목적이다. 이를 위해서, 리튬이차전지 극판 이송장치에 있어서, 상기 극판을 이송시키는 극판 이송부;와 상기 극판이 적층되고 적층되어 있는 상기 극판을 수직 이동시키는 극판 적층부; 및 적층되어 있는 상기 극판의 정전기를 제거하여 극판 이송시, 상기 극판이 1매씩 분리되어 이송될 수 있도록 하는 극판 분리부;를 포함하는 극판 이송장치를 제공한다.

Description

리튬이차전지 극판 이송 장치{The electrode transporting device for lithium secondary battery}
본 발명은 리튬이차전지의 제조 공정에서 극판을 이송시키는 장치에 대한 것이다.
리튬이차전지의 셀을 제조하는 공정에는 양극, 음극 극판과 격리막을 적층하기 위해 양/음극 극판을 1매씩 이송하는 공정이 있다.
그런데 기존의 극판 이송 공정에서는 극판을 이송하는데 적층되어 있는 극판에 대전되어 있는 정전기에 의해서 극판이 1매씩이 아닌 2매 이상이 이송하는 경우가 발생한다.
대한민국 특허 출원번호 10-2009-0058772에는 리튬 이차 전지의 극판을 이송 하는 방법에 대한 기술이 기술되어 있으나, 정전기를 제거하여 극판을 1 매식 이송시키는 기술에 대한 언급은 되어 있지 않다.
본 발명은 극판 이송시에 정전기등으로 인해 2매 이상의 극판이 이송되는 것을 방지하는 것이 목적이다.
본 발명의 또 다른 목적은 극판 이송시 극판에 물리적인 힘을 가하여 극판이 1매씩 분리가 잘되도록 하는 것이 목적이다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 리튬이차전지 극판 이송장치에 있어서, 상기 극판을 이송시키는 극판 이송부;와 상기 극판이 적층되고 적층되어 있는 상기 극판을 수직 이동시키는 극판 적층부; 및 적층되어 있는 상기 극판의 정전기를 제거하여 극판 이송시, 상기 극판이 1매씩 분리되어 이송될 수 있도록 하는 극판 분리부;를 포함하는 극판 이송장치를 제공한다.
여기서, 상기 극판 적층부는, 극판이 적층되어 있는 극판지지대;와 상기 극판 지지대를 수직 이송시키는 수직 이동대; 및 상기 극판이 일정한 틀 내에서 적층되도록 하는 매거진;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 극판 분리부는 상기 극판 이송장치의 구조물 중 상기 극판이 적층되는 높이에 설치되어 있으며, 상기 극판 이송 장치의 구조물과 부착되어 있는 몸통부; 및 상기 몸통부에 연결되어 상기 극판과 접하는 경우에 상기 극판에 대전되어 있는 정전기를 제거하는 정전기 제거부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 정전기 제거부는 상기 극판과 접촉시에 상기 극판에 대전되어 있는 정전기를 제거할 수 있는 천연섬유류 또는 대전방지가공처리가 된 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 극판 분리부는 상기 몸통부에 길이 확장을 할 수 있는 장치를 더 포함하고 있어 상기 정전기 제거부를 적층되어 있는 상기 극판과 접하도록 이동할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 정전기를 제거하는 장치를 통해 적층되어 있는 극판의 정전기를 제거함으로써 정전기로 인한 극판 이송시 2매 이상의 극판이 이송하는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 적층되어 있는 기판에 물리적인 터치를 가함으로써 극판 이송시 1매씩 잘 분리가 되도록 하는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예로 극판 이송장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예로 극판 이송장치의 상측면도이다.
도3은 본발명의 일 실시예로 극판 분리부가 적층되어 있는 극판과 접하는 위치를 도시한 도면이다.
도4는 본발명의 일 실시예로 극판 지지대의 이동에 의해서 물리적으로 극판을 1매식 분리하는 것을 도시한 도면이다.
도5는 본발명의 일 실시예로 극판 분리부가 적층되어 있는 극판과 접하게 되는 동작을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예로 극판 이송장치의 사시도이다.
본 발명의 극판 이송 장치는 극판이송부, 극판적층부, 극판분리부를 포함하여 구성된다.
극판이송부는 적층되어 있는 극판을 1매씩 이송시키는 기능을 수행한다.
이를 위해서 극판이송부는 수평이동대(70), 극판부착대 연결부(65), 극판부착대(60) 및 극판부착대(60)의 하면에 마련되어 있는 극판 흡입대(61,62,63)를 포함하여 구성된다.
수평이동대(70)는 극판(10)을 격리막과 조립하기 위한 공정 장소로 이송하기 위해 설치된 구조로 극판부착대(60)를 수평방향으로 이동시키는 기능을 수행한다.
극판부착대 연결부(65)는 수평이동대(70)와 극판부착대(60)를 연결시킨다. 그리고 극판부착대 연결부(65)는 수직 방향으로 이동이 가능하여 극판부착대(60)를 적층되어 있는 극판들에게 접근시킬 수 있는 기능을 수행한다. 이를 위해서 극판부착대 연결부(65)는 수직 이동을 위한 장치를 포함하여 구성된다.
여기서, 극판부착대 연결부(65)와 수평이동대(70)는 레일과 바퀴같은 방식으로 연결되어 극판부착대(60)를 격리막과 조립하기 위한 공정 장소로 이동시킬 수 있다. 이를 위해서 극판부착대 연결부(65)에는 모노레일과 같은 방식의 장치를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
극판부착대(60)는 하부에 복수개의 극판 흡입대(61,62,63)가 마련되어 있어 극판부착대(60)가 적층되어 있는 극판에 접근하는 경우에 극판 흡입대(61,62,63)가 최상층에 적층되어 있는 극판과 밀착하게 된다. 여기서 극판 흡입대(61,62,63)는 극판과 접하는 부분이 빨판 구조로 되어 있어 최상층의 극판에 밀착하게 되면 빨판구조 및 극판부착대(60)가 하강하는 힘에 의해서 극판 흡입대(61,62,63)에 최상층의 극판이 달라붙게 된다.
이후 극판 부착대 연결부(65)가 상승하게 되면 극판 흡입대(61,62,63)에 부착된 최상층의 극판은 들어 올려지게 된다.
극판적층부는 복수개의 극판(10)들이 적층되어 있는 곳으로 매거진(30), 극판지지대(50) 및 수직 이동대(55)를 포함하여 구성된다.
매거진(30)은 극판들을 일정한 틀안에 적층하기 위한 구조물로 각각의 매거진(30)은 수평단면이 'ㄱ' 모양으로 형성되어 있고 각각의 매거진은 적층되는 극판의 네 모서리 부분에 위치하게 된다. 여기서, 도면에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 매거진(30)은 서로 떨어져서 형성되어 있다. 따라서 각각의 매거진 사이에는 빈 공간이 형성되게 된다.
극판지지대(50)는 복수개의 극판들이 적층되는 곳으로 극판을 지지하는 역할을 수행한다.
수직 이동대(55)는 극판지지대(50)와 연결되어 극판지지대(50)를 수직으로 이동시키는 기능을 수행한다.
수직 이동대(55)는 극판지지대(50)에 적층되는 극판(10)의 갯수에 따라서 최상층에 적층되는 극판(10)의 수직 높이가 일정하도록 조절할 수 있다. 즉 많은 수의 극판(10)이 적층되어 있는 경우에는 극판지지대(50)를 좀더 낮게 위치하도록 하고, 적은수의 극판(10)이 적층되어 있는 경우에는 극판지지대(50)의 높게 위치하도록 하여 최상층의 위치하는 극판(10)의 높이를 항상 일정하도록 한다. 이에 의해서 최상층부에 적층되는 극판의 위치는 극판분리부의 위치와 동일한 높이를 유지하게 된다.
극판분리부는 적층되어 있는 극판(10)이 극판 이송부에 의해서 분리가 되는 경우에 최상위층에 적층되어 있는 1매의 극판만이 나머지 극판들과 분리가 될 수 있도록 도와 주는 기능을 수행하는 곳으로 몸통부(20)와 정전기 제거부(25)를 포함하여 구성된다.
몸통부(20)는 도1에 도시되어 있는 바와 같이 극판 적층부의 외측에 설치되어 있는 가이드(40)에 부착된다. 여기서, 가이드(40)는 가이드 다리(45)에 의해 극판 이송장치 지지대(80)에 부착 및 지지되어 극판 적층부의 극판 적층 높이에 맞게 설치가 된다. 따라서 극판분리부는 적층되어 있는 극판들의 높이와 비슷한 높이에 위치하게 된다.
여기서, 몸통부(20)는 수평이동 장치를 더 포함하여 구성되어 정전기 제거부(25)를 적층되어 있는 극판(10)들에게 접근시키거나 멀어지도록 할 수 있다.
정전기 제거부(25)를 극판(10)으로의 접근 및 멀어지게 하는 방법은 도5에서 후술하기로 한다.
정전기 제거부(25)는 정전기를 용이하게 제거할 수 있는 재질로 구성된다. 정전기 제거부(25)는 붓과 같은 구조로 형성되어 정전기 제거부(25)가 적층되어 있는 극판(10)에 밀착하게 되면 극판(10)들에게 대전되어 있는 정전기가 정전기 제거부(25)를 통해 이동하여 극판(10)들에 대전되어 있는 정전기가 용이하게 제거된다.
이를 위해서 정전기 제거부(25)는 대전되어 있는 정전기를 용이하게 제거시킬 수 있는 천연섬유류 또는 대전방지가공처리가 된 섬유로 구성될 수 있다.
도2는 본 발명의 일 실시예로 극판 이송장치의 상측면도이다.
본 발명의 극판 이송장치를 상측에서 보면 극판분리부의 정전기 제거부(25)는 적층되어 있는 극판(10)의 측면과 접하게 된다.
상술한 바와 같이 매거진(30)은 4개가 존재하고 각각의 매거진(40)은 극판(10)이 적층되는 네 모서리에 위치하게 된다. 따라서 매거진(30)은 적층되는 극판(10)의 가이드 역할을 수행한다. 또한, 도2에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 매거진(30)들은 서로 분리되어 있어, 극판분리부는 이웃하는 매거진(30) 사이에 형성되는 빈공간을 통해 적층되는 극판과 접하게 된다.
상술한 바와 같이 극판분리부는 극판 이송장치의 가이드(40)에 부착되어 있고 극판이송 장치의 가이드(40)는 적층되는 극판의 높이와 동일하게 높이에 형성되어 있으므로 극판분리부는 항상 적층되는 극판들의 높이와 동일한 높이에 형성되어 있다.
도3은 본발명의 일 실시예로 극판 분리부가 적층되어 있는 극판과 접하는 위치를 도시한 도면이다.
본 발명의 극판 이송장치의 극판분리부의 위치는 적층되어 있는 극판들의 상층부위의 높이와 동일한 높이에 위치하여 극판분리부의 정전기 제거부(25)가 상층에 적층되어 있는 극판(10)의 측면과 접하게 된다.
상술한 바와 같이 정전기 제거부(25)는 적층되어 있는 극판(10)과 접촉하는 경우에 극판(10)들에게 대전되어 있는 정전기를 방전시키는 천연섬유류 또는 대전방지가공처리가 된 섬유로 구성되어 있으므로, 극판(10)과 접하는 경우에 극판(10)에 대전되어 있는 정전기를 용이하게 제거할 수 있다.
극판 분리부는 몸통부(20)가 가이드(40)에 부착이 되어 있고 극판(10)들이 적층되는 극판지지대(50)는 수직 이동대(55)의 수직이동에 의해서 수직으로 이동할 수 있다.
본 발명에서는 극판지지대(50)는 적층되는 극판의 수에 따라 수직 이동이 가능하여 적층되는 최상층의 극판의 높이는 항상 동일하게 된다. 그리고 극판이송장치의 가이드(40)가 형성되는 높이도 적층되는 극판들이 위치하는 높이와 동일한 높이에 형성되어 있어, 가이드(40)에 부착되어 형성되는 극판분리부는 항상 적층되는 극판들의 높이와 동일한 높이에 위치하게 된다.
그리고 극판분리부의 정전기 제거부(25)가 적층되어 있는 극판들과 접하는 경우에는 항상 최상층에 적층되는 극판과 접하게 되므로, 정전기 제거부(25)는 최상층에 적층되는 극판과 최상층에 적층되는 극판과 접하는 바로 밑에 적층되는 극판 사이에 대전되어 있는 정전기를 가장 잘 제거할 수 있다.
물론, 정전기제거부(25)는 적층되어 있는 극판들에 대전되어 모든 정전기를 제거할 수도 있다.
이렇게 적층되어 있는 극판들에 대전되어 있는 정전기를 제거함으로써, 극판 부착대(60)가 하강하여 극판을 부착하여 이송시키는 경우에 정전기로 인한 영향이 제거되므로 극판을 1매씩 이송할 수 있다.
도4는 본발명의 일 실시예로 극판 지지대의 이동에 의해서 물리적으로 극판을 1매식 분리하는 것을 도시한 도면이다.
극판 이송부(60)가 하강하여 극판 흡입대(61,62,63)가 최상층의 극판의 상면과 접하게 되어 서로 부착이 되면, 극판 지지대(50)는 도면에 도시된 바와 같이 약간의 상하 이동을 할 수 있다. 그러면 극판분리부의 정전기 제거부(25)는 적층되어 있는 극판(10)의 측면과 접하고 있으므로, 극판 지지대(50)의 상하 이동에 의해서 최상층에 적층되어 있는 극판과 그 하부에 접하는 극판은 정전기 제거부(25)와의 물리적인 마찰에 의해서 보다 쉽게 분리가 될 수 있다.
즉, 본 발명은 극판에 대전되어 있는 정전기를 제거하고 아울러 정전기 제거부와 접하는 극판들이 상하로 움직이게 되어 보다 쉽게 극판들이 1매씩 분리가 될 수 있는 특징을 가지고 있다.
도5는 본발명의 일 실시예로 극판 분리부가 적층되어 있는 극판과 접하게 되는 동작을 도시한 도면이다.
본 발명의 극판 분리부는 항상 적층되는 극판들의 측면에 접하도록 설치가 될 수 있으며, 또는 적층되는 극판들과 떨어진 위치에 형성되어 있다가 극판을 이송시키는 작업이 진행되는 경우에만 적층되어 있는 극판들의 측면과 접하도록 할 수도 있다.
즉, 극판 분리부의 몸통부(20)에 길이를 늘일 수 있는 장치를 포함하도록 구성하여 극판이송부가 하강하여 적층되어 있는 최상층의 극판과 접하는 경우에만 극판 분리부를 적층되어 있는 극판들의 측면과 접하도록 할 수 있다.
이를 위해서 극판 분리부의 몸통부(20)에는 길이 확장을 위한 모터와 기어와 같은 기계적인 장치를 포함하여 구성될 수 있다. 길이 확장을 위한 모터와 기어는 몸통부(20)를 확장시키거나 정전기 제거부(25)를 확장시킬 수 있다.
도5의 (a)는 극판 분리부가 적층되어 있는 극판들과 떨어져 있는 경우의 도면이고, 도5의 (b)는 극판 분리부의 몸통부(20)의 길이 확장을 위한 장치의 작용에 의해서 몸통부(20) 또는 정전기 제거부(25)가 늘어나서 정전기 제거부(25)가 적층되어 있는 극판들의 측면과 접하는 것을 나타내고 있다.
본 발명에서는 극판 분리부의 길이 확장이 아닌 가이드(40)가 이동하여 극판 분리부가 적층되어 있는 극판들의 측면과 접하도록 구성될 수도 있다. 이를 위해서는 극판 이송장치에는 가이드(40)를 수평 이동시키기 위한 장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 극판 분리부가 가이드(40)에 고정되어 있고 가이드(40)가 수평 이동하는 경우에 극판 분리부가 적층되어 있는 극판들의 측면에 접하도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 극판 20 : 몸통부
25 : 정전기 제거부 30 : 매거진
40 : 가이드 45 : 가이드 다리
50 : 극판지지대 55 : 수직 이동대
60 : 극판부착대 61,62,63 : 극판 흡입대
65 : 극판부착대 연결부 70 : 수평이동대
80 : 극판 이송장치 지지대

Claims (5)

  1. 리튬이차전지 극판 이송장치에 있어서,
    상기 극판을 이송시키는 극판 이송부;
    상기 극판이 적층되고 적층되어 있는 상기 극판을 수직 이동시키는 극판 적층부; 및
    적층되어 있는 상기 극판의 정전기를 제거하여 극판 이송시, 상기 극판이 1매씩 분리되어 이송될 수 있도록 하는 극판 분리부;를 포함하는 극판 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극판 적층부는,
    극판이 적층되어 있는 극판지지대;
    상기 극판 지지대를 수직 이송시키는 수직 이동대; 및
    상기 극판이 일정한 틀 내에서 적층되도록 하는 매거진;을 포함하는 것을 특징으로 하는 극판 이송장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 극판 분리부는 상기 극판 이송장치의 구조물 중 상기 극판이 적층되는 높이에 설치되어 있으며,
    상기 극판 이송 장치의 구조물과 부착되어 있는 몸통부; 및
    상기 몸통부에 연결되어 상기 극판과 접하는 경우에 상기 극판에 대전되어 있는 정전기를 제거하는 정전기 제거부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 극판 이송장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정전기 제거부는 상기 극판과 접촉시에 상기 극판에 대전되어 있는 정전기를 제거할 수 있는 천연섬유류 또는 대전방지가공처리가 된 섬유로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 극판 이송장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 극판 분리부는 상기 몸통부에 길이 확장을 할 수 있는 장치를 더 포함하고 있어 상기 정전기 제거부를 적층되어 있는 상기 극판과 접하도록 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 극판 이송장치.
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