KR20240036860A - 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

전지셀 취출장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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이진수
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홍석인
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윤성재
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Abstract

전지셀 취출장치 및 이의 제어방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치는, 전지셀의 제1 면은 흡착부에 의해 흡착 지지되고 전지셀의 제2 면은 가이드부에 의해 지지됨으로써, 트레이로부터 전지셀을 안정적으로 취출할 수 있게 된다. 특히, 전지셀의 제2 면이 가이드부에 안착될 때, 가이드부에 마련된 탄성 부재에 의하여 전지셀에 가해지는 충격이 완화되어 전지셀에 손상이 발생되지 않도록 할 수 있다.

Description

전지셀 취출장치 및 이의 제어방법{EXTRACTION DEVICE OF BATTERY CELL AND CONTORL METHOED THEREOF}
본 발명은 전지셀을 다음 공정으로 이송시키기 위해 트레이에 보관된 전지셀을 취출할 수 있는 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대용의 소형 전기 전자기기의 보급이 확산됨에 따라 니켈 수소전지나 리튬 이차전지와 같은 신형의 이차전지 개발이 활발하게 진행되고 있다.
리튬 이차전지는 흑연 등의 카본을 음극활물질로 사용하고, 리튬이 포함되어 있는 산화물을 양극재로 사용하며, 비수용매를 전해액으로 사용하는 전지를 의미한다.
이차전지는 그 제조 방법 및 구조에 따라, 각형 이차전지, 원통형 이차전치, 파우치형 이차전지 등으로 구분할 수 있다.
최근에는 구조가 간단하고 단위 부피당 전기 용량이 큰 파우치형 이차전지를 많이 사용하고 있는 추세이다.
파우치형 이차전지는 전지셀, 전해액, 전지셀과 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. 전지셀은 복수개의 전극과 복수개의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 갖는다.
한편, 파우치형 이차전지는 슬러리 믹싱(slurry mixing), 전극(양극재/음극재) 코팅(coating), 극판 프레스(pressing), 극판 슬리팅(slitting) 및 극판 노칭/펀칭(punching/notching), 극판 드라이(drying), 극판 라미네이션(lamination), 극판 스태킹(stackign), 파우치 패키징(pouch packaging), 전해액 주액, 화성(formation), 파우치 디가싱(pouch degassing)의 공정 순으로 진행되어 형성된다.
극판 스태킹이 완료된 후에 파우치 패키징 공정이 수행된다.
이때, 분리막과 전극이 적층된 전지셀은 트레이에 보관되고, 별도의 취출장치에 의해 트레이로부터 취출되어 파우치가 패키징되게 된다.
종래의 경우, 트레이에 보관된 전지셀을 취출하기 위해서, 진공 흡착 패드(pad)가 사용된다. 전지셀은 진공 흡착 패드에 의해 제1 면(상부면)이 흡착되어 트레이로부터 취출되고, 진공 흡착 패드에 의해 계속적으로 제1 면이 흡착된 상태로 파우치 패키징을 위한 조립대(미도시)로 이송된다.
전지셀은 1kg 미만이면 저중량의 노말셀이라고 하고, 1kg 이상인 경우 고중량셀이라고 한다.
만약, 트레에서 취출되는 전지셀이 고중량인 경우, 진공 흡착 패드를 이용하여 트레이로부터 전지셀을 취출하는 과정에서 전지셀의 중량으로 인해 전지셀의 상부 분리막 찍어짐, 상부 전극 깨짐, 상부 탭의 접힙 등과 같은 손상(damage)이 발생되는 문제점이 있다.
이에, 트레이에 보관된 전지셀을 취출할 때, 전지셀의 손상을 최소화할 수 있는 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법의 개발이 요구되는 실정이다.
(특허 문헌 1) 일본 공개특허공보 1993-293784호(1993.11.09.공개)
본 발명의 목적은 트레이에 보관된 전지셀을 취출할 때, 전지셀에 발생되는 손상을 최소화할 수 있는 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 전지셀로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 트레이에 보관된 전지셀을 향해서 이동 가능하게 마련되며, 전지셀의 제1 면을 흡착 하기 위한 흡착부, 트레이를 향해서 이동 가능하게 마련되며, 흡착부에 의해 제1 면이 흡착된 상태에서, 제1 면의 반대방향의 전지셀의 제2 면을 지지하기 위한 가이드부 및 흡착부 및 가이드부의 이동 및 작동을 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 가이드부는, 전지셀의 제2 면과 접촉되기 위한 적어도 하나의 탄성 부재를 포함하는, 전지셀 취출장치를 제공할 수 있다.
특히, 제어부는, 흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동시켜서 흡착부에 의해 전지셀의 제1 면이 흡착되도록 하고, 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이와 멀어지는 쪽으로 이동시키며, 가이드부가 전지셀의 제2 면을 지지하도록 가이드부를 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동시키고, 전지셀의 제2 면이 가이드부의 탄성 부재와 접촉되도록 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동시킬 수 있다.
여기서, 흡착부는 전지셀의 제1 면의 적어도 2개 지점을 각각 흡착하도록 마련되고, 가이드부는 전지셀의 제2 면의 적어도 2개 지점을 각각 지지하기 위한 한 쌍의 탄성 부재를 포함할 수 있다.
특히, 흡착부는 전지셀의 제1 면의 가장자리 영역보다 내측 영역을 지지하도록 마련되고, 가이드부는 전지셀의 제2 면의 가장자리 영역을 지지하도록 마련될 수 있다.
이러한, 가이드부는, 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되거나 전지셀을 향해서 이동되도록 마련된 가이드 프레임을 더 포함하고, 가이드 프레임에는 전지셀이 안착되도록 소정 각도로 절곡 형성된 절곡부가 형성되며, 절곡부에는 탄성 부재가 마련될 수 있다.
이때, 절곡부는, 지지 프레임의 일면과 90도 이내의 각도를 이루도록 전지셀 쪽으로 절곡 형성될 수 있다.
이러한, 흡착부는, 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동 가능하게 마련된 지지 프레임, 및 지지 프레임의 하단부에 마련되며, 진공에 의해 전지셀의 제1 면을 흡착하도록 적어도 일면이 평평하게 형성된 흡착 패드를 포함할 수 있다.
한편, 제어부는, 적어도 하나 이상의 모터 및 실린더를 포함하는 구동부와 연결되며, 구동부는 흡착부 및 가이드부를 트레이와 멀어지거나 가까워지는 쪽으로 승하강시키거나 전후진시킬 수 있다.
특히, 구동부는, 흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 하강시켜서 흡착부에 의해 전지셀의 제1 면이 흡착되도록 하고, 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이 쪽으로 상승시키며, 가이드부가 전지셀의 제2 면을 지지하도록 가이드부를 전지셀 쪽으로 전진시키고, 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이 쪽으로 재하강시켜서 전지셀의 제2 면이 가이드부의 탄성 부재와 접촉되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 의하면, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되어, 전지셀을 제1 면을 흡착하는 단계 (a), 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부가 트레이와 멀어지는 쪽으로 이동하는 단계 (b), 가이드부가 흡착부에 의해 제1 면이 흡착된 전지셀의 하측으로 이동하는 단계 (c) 및 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부가 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동하는 단계 (d)를 포함하고, 단계 (d)에서, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되면 전지셀의 제2 면과 가이드부의 탄성 부재가 접촉되는, 전지셀 취출장치의 제어방법을 제공할 수 있다.
이때, 단계 (a)에서, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되면 가이드부도 흡착부와 함께 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동될 수 있다.
또한, 단계 (c)에서, 가이드부가 흡착부와 함께 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되고 난 후에 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동되면, 가이드부는 전지셀의 제2 면과 미접촉되고, 단계 (d)에서, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동될 때, 전지셀의 제2 면과 가이드부의 탄성 부재가 접촉될 수 있다.
본 발명의 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법은, 흡착부 및 가이드부를 이용하여 트레이에 보관된 전지셀을 손쉽게 취출할 수 있다. 특히, 트레이로부터 전지셀을 취출할 때, 전지셀에 손상이 거의 발생되지 않도록 할 수 있고, 그에 따라 제조가 완료된 파우치형 이차전지의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 전지셀 취출장치 및 이의 제어방법은, 흡착부를 이용하여 전지셀의 상부면을 흡착하여 지지하고 가이드부를 이용하여 전지셀의 하부면을 지지하기 때문에, 전지셀의 중량에 관계없이 트레이로부터 전지셀을 안정적으로 손쉽게 취출할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 전지셀로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 전지셀 취출장치가 사용되는 공정을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 시시예에 따른 전지셀 취출장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 도 3에 도시한 전지셀 취출장치의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4 내지 도 7에 도시한 전지셀 취출장치의 제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100) 및 이의 제어방법(S100)을 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100) 및 이의 제어방법(S100)은 이차전지의 제조 과정 중, 극판 스태킹 공정과 전해액 주액 공정 사이에 진행되는 파우치 패키징 공정에 관한 것이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100)는 극판 스태킹이 완료되어 보관된 전지셀을 패키징 하기 위한 조립대로 이송시키기 위한 장치이다.
전지셀 취출장치(100)에 의해 패키징을 위한 조립대로 이송되어 패키징이 완료된 전지셀(104)은 다음 공정(next step)으로 이송되어 전해액 주액 공정을 수행하게 된다.
참고로, 도 3 내지 도 7에 도시한 X축 방향은 가이드부(130)가 전지셀(104) 쪽으로 이동되는 방향, 즉 전진 이동 및 후진 이동 방향을 의미하고, Y축 방향은 트레이(102) 쪽으로 상승 및 하강되는 흡착부(120) 및 가이드부(130)의 이동 방향을 의미한다.
먼저, 도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100)에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100)는 전지셀(104)의 제1 면을 흡착하는 흡착부(120), 흡착부(120)에 의해 제1 면(104a)이 흡착된 상태에서, 전지셀(104)의 제2 면(104b)을 지지하기 위한 가이드부(130) 및 흡착부(120) 및 가이드부(130)의 이동 및 작동을 제어하기 위한 제어부(110)를 포함한다.
여기서, 도면에 도시하지 않았지만, 전지셀(104)은 복수 개의 전극 및 분리막이 적층되어 형성되며, 외부에 파우치(pouch)가 패킹된 상태일 수 있다.
전지셀(104)은 트레이(102)의 내부에 복수 개가 적층된 상태로 보관될 수 있다.
이때, 전지셀(104)의 제1 면(104a)은 상부면이고, 제2 면(104b)은 하부면일 수 있다. 전지셀(104)은 상부면인 제1 면(104a)이 트레이(102)의 외부로 노출되도록 트레이(102)의 내부에 보관된다.
또한, 도 3 내지 도 7에 도시한 바와 다르게, 트레이(102)는 전지셀(104)을 보관하기 위한 케이스(case)로써, 복수 개의 전지셀(104)의 보관이 가능하도록 전지셀(104)의 폭 보다 크게 마련될 수 있다.
베이스부(101)는 복수 개의 전지셀(104)이 보관된 트레이(102)의 상측에 위치된다.
베이스부(101)는 흡착부(120) 및 가이드부(130)의 구동을 위한 몸체(body) 일 수 있다.
여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 베이스부(101)는 전지셀(104)의 압착, 공기 제거 및 열 가압 등을 포함하는 패키징 공정을 위한 메인 기구부에 설치될 수 있다.
메인 기구부에는 전지셀(104)에 놓여지는 조립대가 마련된다. 조립대에는 본 발명에 따른 전지셀 취출장치(100)에 의해 트레이(102)로부터 취출되어 이송된 전지셀(104)이 위치되어, 메인 기구부에 의해 전지셀(104)의 압착, 공기 제거 및 열 가압 등의 패키징 공정이 수행된다.
이때, 베이스부(101)는 메인 기구부에 대해 일측 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. 이에 따라, 베이스부(101)는 흡착부(120) 및 가이드부(130)에 의해 제1 면(104a)과 제2 면(104b)이 지지된 전지셀(104)을 조립대로 안정적으로 이송시킬 수 있다.
한편, 베이스부(101)의 하측에는 복수 개의 전지셀(104)이 보관된 트레이(102)가 위치된다.
이때, 상술한 바와 같이, 트레이(102)에는 전지셀(104)의 제1 면(104a)이 트레이(102)의 외부로 노출되도록 내부에 보관되기 때문에, 흡착부(120) 및 가이드부(130)에 의해 트레이(102)로부터 전지셀(104)을 취출하는 동작이 용이하게 수행될 수 있다.
흡착부(120)는 전지셀(104)의 상부면인 제1 면(104a)을 흡착하기 위한 부분이다.
흡착부(120)는 베이스부(101)와 연결되어, 트레이(102)에 보관된 하나의 전지셀(104)를 흡착하기 위해 베이스부(101)로부터 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 이동된다.
이를 위해, 흡착부(120)는 지지 프레임(122) 및 흡착 패드(124)를 포함한다.
흡착부(120)의 지지 프레임(122)은 베이스부(101)와 연결되며, 베이스부(101)로부터 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 이동 가능하게 마련된다.
흡착 패드(124)는 지지 프레임(122)의 하측에 마련되며, 진공(vaccum)에 의해 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한다.
이때, 흡착 패드(124)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착하는 것이 용이하도록 적어도 일면이 평평하게 형성될 수 있다.
또한, 흡착부(120)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 안정적으로 흡착 지지하도록 서로 소정 간격을 두고 한 쌍으로 마련된다.
한 쌍의 흡착부(120)는 베이스부(101)에 연결되되 서로 소정 간격을 두고 배치되어 전지셀(104)의 제1 면(104a)의 적어도 2개 지점(A 부분)을 각각 흡착하도록 마련된다. 이와 같이, 한 쌍의 흡착부(120)가 소정 간격을 두고 배치됨에 따라 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 안정적으로 흡착 지지할 수 있게 되는 것이다.
이러한, 흡착부(120)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착하기 위해, 베이스부(101)로부터 트레이(102)와 멀어지는 쪽으로 하강된다. 그런 다음, 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 후의 흡착부(120)는 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 상승된다.
가이드부(130)는 흡착부(120)에 의해 제1 면(104a)이 흡착지지된 상태에서, 제1 면(104a)의 반대방향의 전지셀(104)의 제2 면(104b)을 지지하기 위한 부분이다.
가이드부(130)는 베이스부(101)와 연결되며, 흡착부(120)와 함께 트레이(102) 쪽으로 이동 가능하게 마련된다. 또한, 가이드부(130)는 전지셀(104) 쪽으로 이동 가능하게 마련된다.
이러한, 가이드부(130)는 흡착부(120)에 의해 제1 면(104a)이 흡착된 전지셀(104)의 제2 면(104b)을 지지하기 위해, 트레이(102)와 가까워지는 쪽, 즉 전지셀(104)을 향해서 전진된다.
여기서, 가이드부(130)가 전지셀(104) 쪽으로 이동되어 전지셀(104)의 하측에 위치될 때, 가이드부(130)는 전지셀(104)의 제2 면(104b)과 미접촉된 상태가 된다.
가이드부(130)가 전지셀(104)의 하측에 위치되면, 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 흡착부(120)는 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 재하강된다. 그러면, 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)와 접촉됨으로써, 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)에 의해 지지되게 된다.
이러한, 가이드부(130)는 가이드 프레임(132) 및 탄성 부재(134)를 포함할 수 있다.
여기서, 가이드부(130)는 베이스부(101)에 대해 서로 소정 간격을 두고 배치되는 한 쌍으로 마련될 수 있다.
가이드부(130)가 한 쌍으로 마련됨에 따라, 가이드 프레임(132) 및 탄성 부재(134)도 한 쌍으로 마련되며, 서로 소정 간격을 두고 배치될 수 있다. 이와 같이, 한 쌍의 가이드 프레임(132) 및 탄성 부재(134)를 포함하는 한 쌍의 가이드부(130)에 의해 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 안정적으로 지지된다.
가이드 프레임(132)은 베이스부(101)로부터 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 상승 및 하강되거나, 전지셀(104)을 향해서 전진 및 후진 가능하게 마련된다.
가이드 프레임(132)은 전지셀(104)이 안착되도록, 베이스부(101)에 대해 수직하게 마련되되 소정 각도로 절곡 형성된 절곡부(133)가 형성된다.
특히, 절곡부(133)는 지지 프레임(122)의 일면과 90도 이내의 각도를 이루도록 전지셀(104) 쪽으로 절곡 형성될 수 있다.
여기서, 절곡부(133)에는 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)와 접촉될 때, 가이드부(130)에 의해 전지셀(104)에 손상이 발생되지 않도록 하기 위한 적어도 하나의 탄성 부재(134)가 마련될 수 있다.
이러한, 가이드부(130)의 탄성 부재(134)는 한 쌍으로 소정 간격 이격되어 마련될 수 있다. 한 쌍의 탄성 부재(134)는 전지셀(104)의 제2 면(104b)의 적어도 2개 지점(B 부분)을 각각 지지할 수 있다.
참고로, 이러한 탄성 부재(134)는 탄성이 있는 흡착 패드(pad), 스프링(spring) 등의 형태로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 탄성 부재(134)는 전지셀(104)과의 접촉과정에서 전지셀(104)에 손상이 발생되지 않도록 실리콘(silicone)이나 고무(rubber) 등과 같은 부드러운 소재로 마련될 수 있다.
한 쌍의 가이드부(130) 사이에는 적어도 하나의 흡착부(120)가 마련될 수 있다. 그러나, 전지셀(104)의 제1 면(104a)과 제2 면(104b)이 흡착부(120)와 가이드부(130)에 의해 더욱 안정적으로 지지되도록, 한 쌍의 가이드부(130) 사이에 한 쌍의 흡착부(120)가 마련되는 것이 바람직하다.
한 쌍의 흡착부(120)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)의 가장자리보다 내측 영역을 지지(전지셀의 제1 면의 2개의 A 영역)하고, 한 쌍의 가이드부(130)는 전지셀(104)의 제2 면(104b)의 가장자리 영역(전지셀의 제2 면의 2개의 B 영역)을 지지하게 된다.
한편, 제어부(110)는 흡착부(120) 및 가이드부(130)와 연결되어, 베이스부(101)에 대해 흡착부(120) 및 가이드부(130)의 이동 및 작동을 제어한다.
일예로, 제어부(110)는 흡착부(120)를 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 이동시켜서 흡착부(120)에 의해 전지셀(104)의 제1 면(104a)이 흡착되도록 하고, 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 흡착부(120)를 트레이(102)와 멀어지는 쪽으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제어부(110)는 가이드부(130)가 전지셀(104)의 제2 면(104b)을 지지하도록 가이드부(130)를 전지셀(104)과 가까워지는 쪽으로 이동시킬 수 있다. 더욱이, 제어부(110)는 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)의 탄성 부재(134)와 접촉되도록 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 흡착부(120)를 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 이동시킬 수 있다.
즉, 제어부(110)는 흡착부(120)를 베이스부(101)로부터 트레이(102) 쪽으로 상승 및 하강 이동시키고, 가이드부(130)는 베이스부(101)로부터 트레이(102) 쪽으로 상승 및 하강시키되 전지셀(104)을 향해서 전진 및 후진되도록 할 수 있다.
제어부(110)는 적어도 하나 이상의 모터 및 실린더를 포함하는 구동부(112,113,114)와 연결될 수 있다.
구동부(112,113,114)는 베이스부(101)에 마련되고, 흡착부(120) 및 베이스부(130)와 연결될 수 있다.
구동부(112,113,114)는 제어부(110)의 제어 동작에 따라 흡착부(120) 및 가이드부(130)를 이동시킬 수 있다.
특히, 구동부(112,113,114)는 흡착부(120) 및 가이드부(130)를 베이스부(101)에 대해 상승 및 하강 동작되도록 하고, 가이드부(130)가 베이스부(101)로부터 하강된 후에 흡착부(120)를 향해서 전진되도록 할 수 있다.
여기서, 구동부(112,113,114)는 복수 개를 포함할 수 있으며, 예컨대, 제1 구동부(112), 제2 구동부(113) 및 제3 구동부(114)를 포함할 수 있다.
제1 구동부(112)는 베이스부(101)와 연결된 상태로, 흡착부(120) 및 가이드부(130)를 베이스부(101)로부터 트레이(102) 쪽으로 상승 및 하강시킬 수 있다.
제1 구동부(112)는 서보 모터(motor)로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 구동부(112)는 공급받는 동력원에 따라, 전기 서보모터, 공기 서보모터, 유압 서보 모터 등으로 마련될 수 있다.
제2 구동부(113)는 베이스부(101) 및 제1 구동부(112)와 연결된 상태에서, 흡착부(120)에 의해 전지셀(104)의 제1 면(104a)이 흡착되도록 하면서, 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 흡착부(120)를 트레이(102)와 멀어지는 쪽으로 상승시킬 수 있다.
이때, 제2 구동부(113)는 트레이(102)에 대한 흡착부(120)의 상승 및 하강 높낮이를 조절하도록 다단 실린더로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 구동부(114)는 베이스부(101), 제1 구동부(112) 및 제2 구동부(113)와 연결된 상태에서, 제1 구동부(112)에 의해 베이스부(101)로부터 트레이(102) 쪽으로 하강된 가이드부(130)를 흡착부(120)를 향해서 전진되도록 할 수 있다.
이러한, 제3 구동부(114)는 척 실린더로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100)의 제어방법(S100)을 간단히 설명한다.
먼저, 흡착부(120)에 의해 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한다. (단계 a)
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 단계 (a)에서 흡착부(120)는 구동부(112,113)에 의해 베이스부(101)로부터 전지셀(104)이 보관된 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 하강되어 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 진공 흡착한다.
그 다음, 흡착부(120)가 이동된다. (단계 b)
도 5에 도시한 바와 같이, 단계 (b)에서 흡착부(120)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 상태에서, 트레이(102)와 멀어지는 쪽으로 상승된다.
그 다음, 가이드부(130)가 이동된다. (단계 c)
도 5에 도시한 바와 같이, 단계 (c)에서, 가이드부(130)는 흡착부(120)에 의해 제1 면(104a)이 흡착된 전지셀(104)의 하측으로 이동된다.
특히, 가이드부(130)는 구동부(112,113,114)에 의해 흡착부(120)와 함께 베이스부(101)로부터 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 하강된 후에, 전지셀(104)의 제2 면(104b)을 지지하기 위해 흡착부(120) 쪽으로 전진 되어 전지셀(104)의 하측에 위치된다.
그 다음, 흡착부(120)가 이동된다. (단계 d)
도 6에 도시한 바와 같이, 단계 (d)에서 흡착부(120)는 전지셀(104)의 제1 면(104a)을 흡착한 상태로 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 하강된다.
상술한 단계 (c)에서 가이드부(130)가 흡착부(120) 쪽으로 전진 이동되어 전지셀(104)의 하측에 위치될 때, 가이드부(130)는 전지셀(104)의 제2 면(104b)과 미접촉된 상태가 된다. 이때, 단계 (d)에서 흡착부(120)가 트레이(102)와 가까워지는 쪽으로 하강되되 가이드부(130)와 접촉되는 위치까지 하강되면, 전지셀(104)의 제2 면(104b)은 가이드부(130)의 탄성 부재(134)와 접촉된 상태로 가이드부(130)에 의해 지지된다.
흡착부(120)가 가이드부(130)를 향해서 하강되면, 전지셀(104)의 제2 면(104b)은 가이드부(130)의 절곡부(133)에 안착된다. 이때, 가이드부(130)의 절곡부(133)에는 탄성 부재(134)가 마련되기 때문에, 전지셀(104)의 제2 면(104b)은 탄성 부재(134)에 의해 전지셀(104)이 손상 없이 안정적으로 지지된다.
최종적으로, 전지셀(104)은 다음 단계(next step)로 이송된다. (단계 d)
도 7에 도시한 바와 같이, 단계 (e)에서 전지셀(104)은 패키징 공정을 위한 조립대(미도시)로 이송되어 최종적으로 패키징된다.
즉, 전지셀(104)은 극판 스태킹 공정이 완료되어 트레이(102)에 보관된 상태에서 흡착부(120)에 의해 제1 면(104a)이 흡착 지지되고 가이드부(130)에 의해 제2 면(104b)이 지지되어 트레이(102)로부터 취출되어 압착, 공기 제거 및 열 가압 등의 패키징 공정을 위한 조립대로 이송되어 패키징 공정이 수행된다.
참고로, 조립대로 이송되어 패키징 공정이 완료된 전지셀(104)은 다음 공정인 전해액 주액 공정으로 이송된다.
상기한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 취출장치(100) 및 이의 제어방법(S100)은, 전지셀(104)의 제1 면(104a)은 흡착부(120)에 의해 흡착 지지되고 전지셀(104)의 제2 면(104b)은 가이드부(130)에 의해 지지됨으로써, 트레이(102)로부터 전지셀(104)를 안정적으로 취출할 수 있게 된다.
또한, 전지셀(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)에 안착될 때, 전지세(104)의 제2 면(104b)이 가이드부(130)의 탄성 부재(134)와 접촉됨으로써 전지셀(104)에 가해지는 충격이 완화되어 전지셀(104)에 손상이 발생되지 않도록 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 전지셀로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 전지셀 취출장치
101: 베이스부 102: 트레이
104: 전지셀 104a: 제1 면
104b: 제2 면
110: 제어부 112, 113, 114: 구동부
120: 흡착부 122: 지지 프레임
124: 흡착 패드 130: 가이드부
132: 가이드 프레임 133: 절곡부
134: 탄성 부재

Claims (12)

  1. 트레이에 보관된 전지셀을 향해서 이동 가능하게 마련되며, 전지셀의 제1 면을 흡착 하기 위한 흡착부;
    트레이를 향해서 이동 가능하게 마련되며, 흡착부에 의해 제1 면이 흡착된 상태에서, 제1 면의 반대방향의 전지셀의 제2 면을 지지하기 위한 가이드부; 및
    흡착부 및 가이드부의 이동 및 작동을 제어하기 위한 제어부;
    를 포함하고,
    가이드부는, 전지셀의 제2 면과 접촉되기 위한 적어도 하나의 탄성 부재를 포함하는, 전지셀 취출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제어부는,
    흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동시켜서 흡착부에 의해 전지셀의 제1 면이 흡착되도록 하고,
    전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이와 멀어지는 쪽으로 이동시키며,
    가이드부가 전지셀의 제2 면을 지지하도록 가이드부를 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동시키고,
    전지셀의 제2 면이 가이드부의 탄성 부재와 접촉되도록 전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동시키는, 전지셀 취출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    흡착부는 전지셀의 제1 면의 적어도 2개 지점을 각각 흡착하도록 마련되고,
    가이드부는 전지셀의 제2 면의 적어도 2개 지점을 각각 지지하기 위한 한 쌍의 탄성 부재를 포함하는, 전지셀 취출장치.
  4. 제3항에 있어서,
    흡착부는 전지셀의 제1 면의 가장자리 영역보다 내측 영역을 지지하도록 마련되고,
    가이드부는 전지셀의 제2 면의 가장자리 영역을 지지하도록 마련된, 전지셀 취출장치.
  5. 제4항에 있어서,
    가이드부는,
    트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되거나 전지셀을 향해서 이동되도록 마련된 가이드 프레임을 더 포함하고,
    가이드 프레임에는 전지셀이 안착되도록 소정 각도로 절곡 형성된 절곡부가 형성되며,
    절곡부에는 탄성 부재가 마련되는, 전지셀 취출장치.
  6. 제5항에 있어서,
    절곡부는,
    지지 프레임의 일면과 90도 이내의 각도를 이루도록 전지셀 쪽으로 절곡 형성되는, 전지셀 취출장치.
  7. 제4항에 있어서,
    흡착부는,
    트레이와 가까워지는 쪽으로 이동 가능하게 마련된 지지 프레임; 및
    지지 프레임의 하단부에 마련되며, 진공에 의해 전지셀의 제1 면을 흡착하도록 적어도 일면이 평평하게 형성된 흡착 패드를 포함하는, 전지셀 취출장치.
  8. 제1항에 있어서,
    제어부는,
    적어도 하나 이상의 모터 및 실린더를 포함하는 구동부와 연결되며,
    구동부는 흡착부 및 가이드부를 트레이와 멀어지거나 가까워지는 쪽으로 승하강시키거나 전후진시키는, 전지셀 취출장치.
  9. 제8항에 있어서,
    구동부는,
    흡착부를 트레이와 가까워지는 쪽으로 하강시켜서 흡착부에 의해 전지셀의 제1 면이 흡착되도록 하고,
    전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이 쪽으로 상승시키며,
    가이드부가 전지셀의 제2 면을 지지하도록 가이드부를 전지셀 쪽으로 전진시키고,
    전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부를 트레이 쪽으로 재하강시켜서 전지셀의 제2 면이 가이드부의 탄성 부재와 접촉되도록 하는, 전지셀 취출장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 전지셀된 전지셀 취출장치의 제어방법에 있어서,
    흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되어, 전지셀을 제1 면을 흡착하는 단계 (a);
    전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부가 트레이와 멀어지는 쪽으로 이동하는 단계 (b);
    가이드부가 흡착부에 의해 제1 면이 흡착된 전지셀의 하측으로 이동하는 단계 (c); 및
    전지셀의 제1 면을 흡착한 흡착부가 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동하는 단계 (d);
    를 포함하고,
    단계 (d)에서, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되면 전지셀의 제2 면과 가이드부의 탄성 부재가 접촉되는, 전지셀 취출장치의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    단계 (a)에서,
    흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되면 가이드부도 흡착부와 함께 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되는, 전지셀 취출장치의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    단계 (c)에서, 가이드부가 흡착부와 함께 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동되고 난 후에 전지셀과 가까워지는 쪽으로 이동되면, 가이드부는 전지셀의 제2 면과 미접촉되고,
    단계 (d)에서, 흡착부가 트레이와 가까워지는 쪽으로 이동될 때, 전지셀의 제2 면과 가이드부의 탄성 부재가 접촉되는, 전지셀 취출장치의 제어방법.
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