KR20210058130A

KR20210058130A - 이차 전지 제조용 전극 자동공급 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법

Info

Publication number: KR20210058130A
Application number: KR1020190145198A
Authority: KR
Inventors: 이영수; 이진수; 이승배; 황홍주
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2019-11-13
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2021-05-24
Also published as: US20220363505A1; CN114531926A; EP4024545A4; WO2021096068A1; EP4024545A1

Abstract

본 발명은 이차 전지를 제조하기 위한 다양한 공정에 전극을 자동으로 공급하는 장치로서, 주행전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제1 척 스플라이싱 유닛 및 대기전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제2 척 스플라이싱 유닛을 포함하고, 제1 및 제2 척 스플라이싱 유닛은 주행전극과 대기전극 간의 위치 편차로 인한 전극의 틀어짐이나 파단 불량을 방지하기 위하여 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치를 측정하는 EPC 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법에 관한 것이다.

Description

이차 전지 제조용 전극 자동공급 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법{Electrode automatic supply device for secondary battery manufacturing and electrode automatic supply method using the same}

본 발명은 이차 전지의 다양한 제조 공정에서 전극을 자동으로 공급하는 장치 및 전극 자동공급 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극을 공급하는 척 스플라이싱 유닛을 복수로 구비하여, 전극을 연속으로 공급할 수 있는 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법에 관한 것이다.

휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 등에 적용되고 있어, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 갈수록 높아지고 있는 상황이다.

이와 같은 이차 전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 적층된 구조로 이루어진 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.

이러한 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 모노셀(mono-cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다.

또한, 기존 스택형 전극조립체의 공정성을 향상시키고, 다양한 형태의 이차전지 수요를 충족시키기 위해, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 접합(lamination)되어 있는 단위셀들을 적층한 구조의 라미네이션/스택형 전극조립체도 개발되었다.

이러한 전극조립체에 사용되는 양극은 금속 호일 등의 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는 충진제를 더 첨가하기도 한다.

또한 음극은 금속 호일 등의 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 양극에서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

이러한 이차 전지 제조 공정의 생산성을 향상시키고, 공정 불량을 감소시키기 위하여 전극 및 전극조립체 제조 공정에서 안정적이고 연속적으로 전극을 공급하는 장치에 대한 필요성이 대두되고 있다.

한국 등록특허공보 제1479724호에는 전극소재를 연속으로 공급하기 위하여 전극소재를 감아서 보관하는 복수의 전극 릴을 구비하고, 상기 복수의 전극 릴로부터 전극소재를 연속공급하는 언 와인딩부 및 LPC(Line position control) 센서 또는 EPC(Edge position control) 센서를 포함하고 전극소재가 정해진 이동 경로를 따라서 진행하도록 위치를 정렬하는 사행조절수단을 포함하는 2차 전지용 전극 생산시스템이 개시되어 있다. 하지만 상기 특허공보는 단지 전극소재로부터 전극을 고속으로 생산하는 시스템에 관한 것일 뿐, 이차 전지를 생산하기 위한 다양한 공정에서 전극을 연속으로 공급할 수 있는 장치에 대하여는 개시되어 있지 않은 문제점이 있어, 이에 대한 기술의 개발이 시급한 상황이다.

한국 등록특허공보 제1479724호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 이차 전지를 제조하기 위한 다양한 공정에서 전극을 자동으로 연속 공급할 수 있는 전극 자동공급 장치 및 전극 자동공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 이러한 과정 중 주행전극과 대기전극 간의 위치 편차로 인한 전극의 틀어짐이나 파단 불량을 방지할 수 있는 전극 자동공급 장치 및 전극 자동공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치는, 주행 전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제1 척 스플라이싱 유닛(chuck splicing unit), 대기 전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제2 척 스플라이싱 유닛을 포함하고, 제1 및 제2 척 스플라이싱 유닛은 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치를 측정하는 EPC(Edge position control) 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, 스플라이싱부는 스플라이싱 플레이트(splicing plate) 및 전극 커터를 포함하고, 바닥면과 수평 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, 스플라이싱 플레이트는 전극과 접촉하는 면에 전극을 흡착하여 고정시키기 위한 흡착홀이 형성되어 있는 상부 플레이트와 하부 플레이트 및 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 전극 커터가 움직일 수 있는 절개홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, 제1 및 제2 척 스플라이싱 유닛은 척 스플라이싱 유닛을 지지하는 하부 지지대, 하부 지지대 상에 위치하고 스플라이싱부를 지지하는 상부 지지대 및 하부 지지대와 상부 지지대 사이에 위치하고 상부 지지대를 회전시키는 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, 상부 지지대는 수평부와 수직부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, 척 스플라이싱 유닛은 상부 지지대 수직부 상에 스플라이싱부를 지지하는 스플라이싱부 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치에서, EPC 센서는 상부 지지대 수직부 또는 상기 스플라이싱부 지지대에 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 방법은, (i) 제1 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트에 주행전극을 준비하는 단계, (ii) 제2 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트에 대기전극을 준비하는 단계, (iii) 제2 척 스플라이싱 유닛을 회전시켜 대기전극이 준비된 스플라이싱 플레이트를 주행전극이 준비된 스플라이싱 플레이트와 마주보는 위치로 이동시키는 단계, (iv) EPC 센서로 대기전극의 가장자리(edge)의 위치를 측정하는 단계, (v) 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치 편차를 계산하는 단계, (vi) 대기전극 스플라이싱 플레이트를 이동시켜 상기 위치 편차를 보정하는 단계 및 (vii) 대기전극 및 주행전극이 흡착된 플레이트들을 접합시켜 주행전극과 대기전극을 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 방법에서, 상기 (i) 단계는 주행전극을 스플라이싱 플레이트에 흡착시키는 단계 및 흡착된 주행전극을 전극 커터를 사용하여 상부 플레이트 아래를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 방법에서, 상기 (ii) 단계는 대기전극 끝단의 일면에 연결 테이프를 붙이는 단계 및 연결 테이프를 붙인 대기전극을 제2 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트 하부에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 전극 자동공급 방법에서, 상기 (vii) 단계 이후에 (viii) 연결된 전극을 스플라이싱 플레이트들로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전극 자동공급 장치 및 전극 자동공급 방법에 의하면, 동일한 기능과 구조를 가지는 복수의 척 스플라이싱 유닛을 사용하여 연속으로 전극을 공급함으로써 이차 전지를 제조하는 다양한 공정에서 생산 시간의 손실을 최소화하며 전극을 연속적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명의 전극 자동공급 장치 및 방법에 의하면, EPC 센서를 사용하여 위치 편차를 측정하고, 이를 보정함으로써 전극을 연속적으로 공급 시에 발생할 수 있는 주행전극과 대기전극 간의 위치 편차로 인한 전극의 틀어짐이나 파단 불량을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전극 자동공급 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 스플라이싱 플레이트의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전극 자동공급 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 전극 자동공급 장치를 이용하여 전극을 자동으로 공급하는 방법을 나타내는 개략도이다.

본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명에 따른 전극 자동공급 장치 및 전극 자동공급 방법에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전극 자동공급 장치의 개략도이다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 전극 자동공급 장치는 주행전극(A)이 위치하고 있는 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)과 대기전극(B)이 위치하고 있는 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)을 포함한다.

제1 척 스플라이싱 유닛(1000)은 바닥면과 접하여 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)을 지지하는 하부 구동수단(1100), 하부 구동수단(1100)상에 위치하는 하부 지지대(1200), 하부 지지대(1200) 상에 위치하는 상부 지지대(1400), 하부 지지대(1200)와 상부 지지대(1400) 사이에 위치하며 상부 지지대(1400)를 회전시키는 회전축(1300)을 포함한다.

또한, 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)은 상부 지지대(1400) 상에 위치하는 스플라이싱부 지지대(1500), 스플라이싱부 지지대(1500) 상에 위치하며 스플라이싱부(1700)를 구동시키는 스플라이싱부 구동수단(1600), 스플라이싱부 구동수단(1600) 상에 위치하며 전극을 흡착하는 스플라이싱부(1700), EPC(Edge position control) 센서(1800) 및 상부 지지대 상에 위치하고, 전극 권취롤을 거치하는 권취롤 거치대(1900)를 포함한다.

제1 척 스플라이싱 유닛(1000)의 각 부분을 구체적으로 살펴보면, 먼저 하부 구동수단(1100)은 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)이 일방향으로 직선 이동 가능하도록 LM(leaner motion) 가이드와 서보모터 등이 결합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 직선 왕복 이동이 가능한 공지의 다양한 장치일 수 있다.

또한, 상부 지지대(1400)는 수평부(1410)와 수직부(1420)을 포함하고, 수평부(1410)상에 권취롤 거치대(1900)가 위치하며, 수직부에 롤 형태의 전극을 이송하는 가이드 롤러(1010)가 고정되어 있다.

스플라이싱부 구동수단(1600)은 스플라이싱부(1700)가 스플라이싱부 지지대(1500)상에서 직선 왕복 이동이 가능하도록 LM가이드, 랙 앤 피니언 등과 서보모터나 엑츄에이터 등의 구동수단이 결합된 형태일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 직선 왕복 이동이 가능한 공지의 다양한 장치일 수 있다.

또한, 스플라이싱부(1700)는 전극을 절단하는 전극 커터(1710) 및 전극이 흡착되는 스플라이싱 플레이트(1720)를 포함한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스플라이싱 플레이트(1720)의 개략도이다.

도 2를 참조하여 스플라이싱 플레이트(1720)를 구체적으로 살펴보면, 스플라이싱 플레이트(1720)는 상부 플레이트(1721)와 하부 플레이트(1722), 상부 플레이트(1721)와 하부 플레이트(1722) 사이에 전극을 절단하기 위한 전극 커터(1710)가 움직일 수 있는 절개홈(1723) 및 전극을 플레이트에 흡착하기 위한 흡착홀(1724)을 포함한다.

다음으로 EPC 센서(1800)는 전극의 가장자리 부분의 위치를 측정하여 전극의 위치가 어긋난 정도를 파악할 수 있는 센서로 상부 지지대 수직부(1420) 또는 스플라이싱부 지지대(1500)에 고정되어 있을 수 있으나, 이에 한정되지 않고 전극 가장자리 부분의 위치를 측정할 수 있고, 다른 장치의 동작에 방해되지 않는 범위내에서 척 스플라이싱 유닛의 다른 부분에 위치할 수도 있다.

또한 EPC 센서는 위치를 측정하는 검출기, 검출된 신호를 증폭하는 증폭기

및 측정된 값으로부터 위치 편차를 계산하고, 이를 바탕으로 위치를 보정하

기 위하여 장치를 제어하는 제어부를 포함하며, 이미 알려진 다양한 종류의

EPC 센서를 사용할 수 있다.

제2 척 스플라이싱 유닛(2000)은 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)과 동일한 구조와 기능을 가진 장치이므로, 상기 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)의 설명을 참조하고 각 부분의 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 전극 자동공급 장치의 개략도이다.

도 3을 참조하여 설명하면, 도 3은 도 1과 대비하여 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)에 대기전극(B)이 위치하고, 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)에 주행전극(A)이 위치하는 점을 제외하고는 동일하다.

즉, 동일한 구조를 가진 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)과 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)을 교대로 사용하여 제조 공정에 전극을 연속으로 공급하고, 대기전극을 투입하는데 소요되는 시간의 손실을 최소화하기위한 구성이다.

이상에서는 본원 발명의 실시예에 따른 전극 자동공급 장치에 관하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 전극 자동공급 장치를 이용하여 전극을 자동으로 공급하는 방법에 관하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 전극 자동공급 방법은 (i) 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)의 스플라이싱 플레이트(1720)에 주행전극(A)을 준비하는 단계, (ii) 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)의 스플라이싱 플레이트(2720)에 대기전극(B)을 준비하는 단계, (iii) 제2 척 스플라이싱 유닛을 회전시켜 대기전극이 준비된 스플라이싱 플레이트(2720)를 주행전극이 준비된 스플라이싱 플레이트(1720)와 마주보는 위치로 이동시키는 단계, (iv) EPC 센서(2800)로 대기전극의 가장자리(edge)의 위치를 측정하는 단계, (v) 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치 편차를 계산하는 단계, (vi) 대기전극 스플라이싱 플레이트를 이동시켜 상기 위치 편차를 보정하는 단계, (vii) 상기 대기전극 및 주행전극이 흡착된 플레이트들을 접합시켜 주행전극과 대기전극을 연결하는 단계 및 (viii) 연결된 전극을 스플라이싱 플레이트들로부터 분리시키는 단계를 포함한다.

도 1, 도3 및 도 4를 참조하여 각 단계를 구체적으로 살펴보면, 먼저 (i) 단계는 도 4의 (b)와 (c)에서 나타낸 바와 같이 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)의 스플라이싱 플레이트(1720)를 주행전극(A)이 있는 방향으로 이동시켜 플레이트의 일면에 형성된 흡착홀을 이용하여 주행전극(A)을 플레이트에 흡착시키는 단계 및 플레이트에 흡착된 주행전극에 대기전극(B)을 연결하기 위하여 전극 커터(1710)를 사용하여 절개홈(1723)을 통하여 상부 플레이트(1721) 아래를 절단하는 단계를 포함한다.

다음으로 (ii) 단계는 도 4의 (d)를 참조하면, 주행전극과의 연결을 위하여 대기전극(B) 끝단의 일면에 연결 테이프(C)를 붙이는 단계 및 연결 테이프를 붙인 대기전극을 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)의 스플라이싱 플레이트(2720) 하부에 흡착시키는 단계를 포함한다.

또한 (v) 단계의 위치 편차를 계산하는 단계는, (iv) 단계에서 측정된 대기전극의 가장자리 위치 값과, 주행전극의 가장자리 위치 값을 바탕으로 위치 편차를 계산한다. 여기서 주행전극은 (i) 단계 이전에 이미 공정에 투입되고 있던 전극으로, 이러한 주행전극의 가장자리 위치 값은 주행전극의 사행을 방지하기 위하여 공정 투입 전과 공정 진행 중에 수시로 위치를 측정하는 것으로, 본 발명의 전극 자동공급 방법을 진행 중에 별도로 측정을 하지 않아도 상관없다.

한편, 주행전극 및 대기전극의 위치를 측정하는 장치는 앞서 본 발명에서 개시된 EPC센서 뿐만 아니라, 공지의 각종 센서류 및 카메라 등 가장자리의 위치를 측정할 수 있는 모든 측정 장치들 중 선택하여 사용할 수 있다.

다음으로 (vi) 단계는 도 4의 (f)를 참조하여 살펴보면, 위치 편차를 보정하기 위하여 대기전극이 흡착되어 있는 스플라이싱 플레이트(2720)를 일정 방향(스플라이싱 플레이트가 주행전극을 흡착하기 위하여 움직이며, 주행전극과 대기전극이 접합하기 위하여 플레이트들이 움직이는 방향과 수직이며, 지면과 수평인 방향, 도 4의 y축 방향)으로 미세하게 이동한다.

또한 (viii) 단계 이후에는 연결된 전극을 이송 롤러(3010)를 통하여 제조 공정에 투입함으로써 생산을 지속할 수 있게 되며, 도 3을 참조하면, 기존에 주행전극이 위치하였던 제1 척 스플라이싱 유닛(1000)에 대기전극을 준비하여 제2 척 스플라이싱 유닛(2000)의 주행전극이 소모된 후 위에서 설명한 (i) 내지 (viii) 단계를 따라 주행전극에 대기전극을 연결함으로써 전극 교체에 따른 시간 손실을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 일정 방향(y축 방향)으로 스플라이싱 플레이트(1720, 2720)를 움직여 위치 편차를 보정하는 방법으로는 하부 구동수단(1100, 2100)을 이용하여 척 스플라이싱 유닛 전체를 구동하는 방법, 스플라이싱부 지지대(1500, 2500) 상에 별도의 구동수단(미도시)을 마련하여 스플라이싱부(1700, 2700)만을 구동하는 방법 및 스플라이싱부 지지대(1500, 2500)와 상부 지지대 수직부(1420, 2420) 사이에 별도의 구동수단(미도시)을 마련하여 스플라이싱부 지지대(1500, 2500)와 스플라이싱부(1700, 2700)를 동시에 구동하는 방법 등이 있으며, 이에 사용되는 구동수단은 직선 왕복 구동할 수 있는 공지의 다양한 구동수단을 사용할 수 있다.

또한, 위치 보정은 주행전극과 대기전극의 위치 편차에 따른 전극의 틀어짐이나 파단 불량을 최소화할 수 있는 정도로 이루어 지는 것이 바람직하다.

구체적으로 살펴보면, 주행전극 권취롤에 감겨져 있던 주행전극을 소진 후 전극 자동공급 장치를 사용하여 대기전극을 연결하는 과정에서 주행전극과 대기전극의 위치 편차에 따른 불량 개수의 변화는 아래 표 1에 잘 나타나 있다.

위치 편차(mm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	5.0
불량개수	4	10	12	10	11	35	37

위의 표 1에서 나타난 바와 같이 위치 편차(path line 편차)는 공정에서 주행전극과 대기전극 간의 위치 편차로 인한 전극의 틀어짐이나 파단 불량을 방지하기 위하여 2.5mm 이하로 보정하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 위치 편차를 1mm 미만으로 보정하는 경우 위치 편차에 의한 불량이 매우 적게 발생함을 알 수 있다.이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

1000 : 제1 척 스플라이싱 유닛
2000 : 제2 척 스플라이싱 유닛
1010, 2010 : 가이드 롤러
1100, 2100 : 하부 구동수단
1200, 2200 : 하부 지지대
1300, 2300 : 회전축
1400, 2400 : 상부 지지대
1410, 2410 : 상부 지지대 수평부
1420, 2420 : 상부 지지대 수직부
1500, 2500 : 스플라이싱부 지지대
1600, 2600 : 스플라이싱부 구동수단
1700, 2700 : 스플라이싱부
1710, 2710 : 전극 커터
1720, 2720 : 스플라이싱 플레이트
1721, 2721 : 상부 플레이트
1722, 2722 : 하부 플레이트
1723, 2723 : 절개홈
1724, 2724 : 흡착홀
1800, 2800 : EPC 센서
1900, 2900 : 권취롤 거치대
3010 : 이송 롤러
A : 주행전극
B : 대기전극
C : 연결 테이프

Claims

이차 전지를 제조하기 위한 다양한 공정에 전극을 자동으로 공급하는 장치로서,
주행전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제1 척 스플라이싱 유닛(chuck splicing unit) 및
대기전극이 위치하는 스플라이싱부를 포함하는 제2 척 스플라이싱 유닛을 포함하고,
상기 제1 및 제2 척 스플라이싱 유닛은 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치를 측정하는 EPC(Edge position control) 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 스플라이싱부는 스플라이싱 플레이트(splicing plate) 및 전극 커터를 포함하고, 바닥면과 수평 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제2항에 있어서,
상기 스플라이싱 플레이트는 전극과 접촉하는 면에 전극을 흡착하여 고정시키기 위한 흡착홀이 형성되어 있는 상부 플레이트와 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 전극 커터가 움직일 수 있는 절개홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 척 스플라이싱 유닛은 상기 척 스플라이싱 유닛을 지지하는 하부 지지대;
상기 하부 지지대 상에 위치하고 상기 스플라이싱부를 지지하는 상부 지지대; 및
상기 하부 지지대와 상기 상부 지지대 사이에 위치하고 상기 상부지지대를 회전시키는 회전축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제4항에 있어서,
상기 상부 지지대는 수평부와 수직부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제5항에 있어서,
상기 척 스플라이싱 유닛은 상기 상부 지지대 수직부 상에 상기 스플라이싱부를 지지하는 스플라이싱부 지지대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제6항에 있어서,
상기 EPC 센서는 상기 상부지지대 수직부 또는 상기 스플라이싱부 지지대에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전극 자동공급 장치를 사용하여 전극을 자동으로 공급하는 방법으로서,
(i) 제1 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트에 주행전극을 준비하는 단계;
(ii) 제2 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트에 대기전극을 준비하는 단계;
(iii) 제2 척 스플라이싱 유닛을 회전시켜 대기전극이 준비된 스플라이싱 플레이트를 주행전극이 준비된 스플라이싱 플레이트와 마주보는 위치로 이동시키는 단계;
(iv) EPC 센서로 대기전극의 가장자리(edge)의 위치를 측정하는 단계;
(v) 주행전극과 대기전극의 가장자리의 위치 편차를 계산하는 단계;
(vi) 대기전극 스플라이싱 플레이트를 이동시켜 상기 위치 편차를 보정하는 단계; 및
(vii) 상기 대기전극 및 주행전극이 흡착된 플레이트들을 접합시켜 주행전극과 대기전극을 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 (i) 단계는 주행전극을 스플라이싱 플레이트에 흡착시키는 단계 및 흡착된 주행전극을 전극 커터를 사용하여 상부 플레이트 아래를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 (ii) 단계는 대기전극 끝단의 일면에 연결 테이프를 붙이는 단계 및 연결 테이프를 붙인 대기전극을 제2 척 스플라이싱 유닛의 스플라이싱 플레이트 하부에 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 방법.
제8항에 있어서,
상기 (vii) 단계 이후에 (viii) 연결된 전극을 스플라이싱 플레이트들로부터 분리시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 자동공급 방법.