WO2021251753A1 - 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템 - Google Patents

전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2021251753A1
WO2021251753A1 PCT/KR2021/007215 KR2021007215W WO2021251753A1 WO 2021251753 A1 WO2021251753 A1 WO 2021251753A1 KR 2021007215 W KR2021007215 W KR 2021007215W WO 2021251753 A1 WO2021251753 A1 WO 2021251753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drum
pattern
guide
laser
jig
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/007215
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
오선균
Original Assignee
주식회사 디에이테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디에이테크놀로지 filed Critical 주식회사 디에이테크놀로지
Publication of WO2021251753A1 publication Critical patent/WO2021251753A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow
    • B08B5/02—Cleaning by the force of jets, e.g. blowing-out cavities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/142—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor for the removal of by-products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702—Auxiliary equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0229—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member being situated alongside the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to support the electrode film when processing an electrode tab by irradiating a laser to the edge of the electrode film in a predetermined pattern while continuously transporting the electrode film of the secondary battery. It relates to a pattern drum for a laser notching process of an electrode and a laser notching system having the same.
  • such a secondary battery is prepared by applying an electrode mixture in which an electrode active material, a conductive agent, a binder, etc. are mixed on an electrode current collector, drying the electrode, and stacking the prepared electrode together with a separator, followed by an electrolyte solution and It is completed by embedding and sealing together in a battery case.
  • the electrode is manufactured by processing an electrode tab by notching an electrode film prepared by coating an electrode active material on an electrode current collector having a long sheet shape, and then cutting the electrode to a desired length.
  • the notching process is performed by a pattern jig or roller including a cutting part having a shape corresponding to the electrode tab, and recently by irradiating a predetermined laser to the electrode film to form the electrode tab with more precise dimensions. This notching process is also performed.
  • an electrode tab processing apparatus for cutting the other side except the electrode tab by irradiating a laser perpendicular to the first side of the electrode film (metal current collector) is disclosed. have.
  • the conventional electrode tab processing apparatus processes the electrode tab by irradiating the laser in a vertical direction to the horizontally moving electrode film surface, the residue (scrap) of the cut side of the electrode film or minute foreign substances generated during the cutting process are removed. Accumulation on the jig may reduce the fixing force of the jig, and the laser is disturbed on the electrode film by residues and foreign substances, so that there is a problem in that it is not cut into a desired shape of the electrode tab.
  • the present invention is to solve the above problem, and an object of the present invention is to irradiate a laser horizontally with respect to the ground to notch an electrode tab on one side of an electrode film, thereby generating scrap and foreign substances in the notching process.
  • an object of the present invention is to irradiate a laser horizontally with respect to the ground to notch an electrode tab on one side of an electrode film, thereby generating scrap and foreign substances in the notching process.
  • a pattern jig for a laser notching process of an electrode according to the present invention for achieving the above object is a first pattern drum made of a disk shape in which a pattern hole through which a laser passes is formed to penetrate on an outer circumferential surface to support one side of the electrode film; a disc-shaped second pattern drum that is spaced apart from the first pattern drum by a predetermined distance and installed to face one side of the electrode film; And, disposed coaxially between the first pattern drum and the second pattern drum, coupled to a rotation shaft installed to pass through the centers of the first pattern drum and the second pattern drum, while rotating together with the rotation shaft, both sides of the electrode film and a first guide drum and a second guide drum that are in close contact with the inner part of the edge, and the first guide drum and the second guide drum have a zigzag-type concavo-convex shape that engages each other on the opposite sides of the width of the electrode film It is characterized in that the film guide unevenness supporting the central direction is provided.
  • a pattern through which the laser passes may also be formed to penetrate through the outer peripheral surface of the second pattern drum.
  • a foreign material discharge hole communicating with the pattern hole is formed on the outer surface of the first pattern drum and the second pattern drum to be opened, and the foreign material discharge hole is generated through the pattern hole during the laser notching process of the electrode film. It can be connected to a foreign material suction unit that sucks and discharges the dust.
  • the rotation shaft includes a first rotation shaft coupled to the central portion of the first guide drum through the center of the first pattern drum, and a first rotation shaft coupled to the central portion of the second guide drum through the center of the second pattern drum. It includes a second rotation shaft coupled to be capable of relative rotation but axially sliding, wherein the first guide drum or the second guide drum is moved in an axial direction with respect to the first rotation shaft or the second rotation shaft by the drum moving means. It can be configured to be able to adjust the spacing by sliding.
  • Laser notching system a laser irradiator for irradiating a laser horizontally with respect to the ground; a jig base fixedly installed on one side of the laser irradiator; a pattern jig installed on the jig base to guide the electrode film transferred in the vertical direction; a rotation unit that transmits a rotational force to the rotation shaft of the pattern jig to rotate the first guide drum and the second guide drum of the pattern jig; and a scrap collecting unit connected to the lower side of the pattern hole of the first pattern drum and the second pattern drum of the pattern jig to discharge the scrap cut off the edge of the electrode film to the outside.
  • the laser notching system of the electrode according to the present invention is connected to the foreign material discharge hole formed in communication with the pattern hole on the outer surface of the first pattern drum and the second pattern drum of the pattern jig, and the process of performing the laser notching process of the electrode film It may further include a foreign material suction unit for sucking the dust generated through the pattern hole in the discharge to the outside.
  • the rotation shaft of the pattern jig penetrates through the center of the first pattern drum and is coupled to the center of the first guide drum, and passes through the center of the second pattern drum and is coupled to the center of the second guide drum. and a second rotation shaft slidably coupled in the axial direction with respect to the first rotation shaft, and the laser notching system slides the second guide drum in the axial direction to adjust the distance between the first guide drum and the second guide drum of the pattern jig. It may further include a drum moving means.
  • the drum moving means includes: a shaft mount boss installed to be coupled to an outer surface of the second rotation shaft while the second rotation shaft passes through the center of the second guide drum; and a first bearing coupled to the outer surface of the shaft mount boss; A transfer bracket coupled to the outer surface of the first bearing, a guide member for slidably connecting the transfer bracket to the jig base in an axial direction, a linear motion unit for sliding the transfer bracket along the guide member, and the transfer bracket It may include a shaft support member having a second bearing that is installed to rotatably support the end of the second rotation shaft.
  • a plurality of pattern holes are formed at regular intervals along the circumferential direction on the outer surfaces of the first pattern drum and the second pattern drum of the pattern jig, and the first pattern drum and the second pattern drum are formed on the jig base with the plurality of pattern holes.
  • a drum position adjusting unit for rotating the first pattern drum and the second pattern drum at a predetermined angle so that any one corresponds to the laser irradiation position of the laser irradiator may be installed.
  • the scrap collecting unit includes two side guide plates each having an upper portion in contact with the outer peripheral surfaces of the first pattern drum and the second pattern drum, and the outer surfaces of the first pattern drum and the second pattern drum between the side guide plates. and a front guide plate disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance to guide the scrap downward, and a scrap suction device that generates suction force through a discharge line installed adjacent to the lower end of the side guide plate and the front guide plate.
  • the laser is irradiated horizontally from the laser irradiator, and the electrode film is supported by a drum-type pattern jig while moving in the vertical direction at the laser irradiation position, and both sides of the electrode film are notched, so generated during the laser notching process
  • the scrap and dust to be used can be removed at the same time as the process is performed by dropping it to the lower side.
  • the entire surface of the electrode film may be supported by adjusting the distance between the first guide drum and the second guide drum according to the size of the electrode film to be notched.
  • the film guide irregularities are formed in a shape of interlocking irregularities to support the center of the electrode film, so that the center of the electrode film is deformed or there is no trace. There is an advantage that it can be stably supported without being generated.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a laser notching system of an electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a pattern jig constituting the laser notching system shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a part of the pattern jig shown in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the pattern jig shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the main part of the pattern jig shown in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating an embodiment of a laser irradiator and a scrap collecting unit constituting the laser notching system shown in FIG. 1 .
  • FIG. 7 is a side view of the laser irradiator and the scrap collecting unit shown in FIG. 6 .
  • the laser notching system of the electrode according to an embodiment of the present invention, two laser irradiators 100 for irradiating a laser horizontally with respect to the ground, one side of the laser irradiator 100
  • the jig base 300 is fixedly installed, the pattern jig 200 installed on the jig base 300 to guide the electrode film E transported in the vertical direction, and the rotational force is transmitted to the rotation shaft of the pattern jig 200 .
  • a rotation unit for rotating the first guide drum 230 and the second guide drum 240 of the pattern jig 200, the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 of the pattern jig 200
  • a scrap collecting unit connected to the lower side of the pattern holes 211 and 221 of the electrode film (E) for discharging the scrap cut off the edge of the electrode film (E) to the outside, and the first pattern drum 210 and the first pattern drum in the process of performing the laser notching process 2 It includes a foreign material suction unit that sucks foreign substances such as smoke or dust generated through the pattern holes 211 and 221 of the pattern drum 220 and discharges them to the outside.
  • the electrode film (E) is wound in a roll form and is released by the electrode transfer device while moving at a constant speed and pitch in a vertical direction between the laser irradiator 100 and the pattern jig 200. is passed, and both sides of the electrode film (E) are cut to a predetermined size and shape by the laser emitted from the laser irradiator 100 to form an electrode tab.
  • Two laser irradiators 100 are installed at a predetermined interval on the front side of the pattern jig 200, and irradiate lasers to both sides of the electrode film E in a predetermined pattern to form electrode tabs.
  • the laser irradiator 100 is configured to perform a notching process by irradiating a laser in a horizontal direction with respect to the ground. As described above, the scrap generated in the notching process is naturally discharged to the lower side so that the scrap and foreign substances are patterned. This is to eliminate the phenomenon of accumulation in the jig 200 .
  • a jig base 300 for installing the pattern jig 200 is installed on one side of the laser irradiator 100 .
  • the jig base 300 may be formed of a metal frame and a flat plate to stably support the pattern jig 200 and the components connected to the pattern jig 200 .
  • the pattern jig 200 is installed on one side of the laser irradiator 100 to be spaced apart by a predetermined distance, and serves to support and guide the electrode film E that is transferred from the upper side to the lower side in the vertical direction.
  • the pattern jig 200 is a first pattern drum 210 for supporting one side of the electrode film (E) in order to perform a laser notching process on one side of the electrode film (E).
  • a second pattern drum 220 supporting the other side edge of the electrode film (E) to perform a laser notching process on the other side edge of the electrode film (E), between the first pattern drum and the second pattern drum It includes a first guide drum 230 and a second guide drum 240 that are disposed coaxially with the central axis of rotation while closely supporting the inner portions of both sides of the electrode film (E).
  • the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 have the same diameter and are formed in a disk shape having a substantially symmetrical structure, and are installed to face each other on both sides of the jig base 300 .
  • a plurality of pattern holes 211 and 221 through which the laser emitted from the laser irradiator 100 passes are formed on the outer peripheral surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 to penetrate.
  • the pattern holes 211 and 221 are arranged at regular intervals along the circumferential direction of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220, and while the electrode film E is transported at a constant speed, the electrode film E ) is formed in an approximately ⁇ shape to cut the edge in a predetermined shape.
  • the plurality of pattern holes 211 and 221 may have different sizes depending on the size of the electrode film E to be processed.
  • foreign material discharge holes 212 and 222 communicating with the pattern holes 211 and 221 are formed to be open, and the foreign material discharge holes ( 212 and 222 are connected to the foreign material suction unit to discharge the dust generated through the pattern holes 211 and 221 in the process of performing the laser notching process of the electrode film (E) to the outside using the foreign material suction unit.
  • the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 maintain a fixed state to the jig base 300 while performing the laser notching process, but use the plurality of pattern holes 211 and 221 by replacing them. In order to be rotatably installed at an arbitrary angle with respect to the first guide drum 230 and the second guide drum 240 .
  • a driven pulley 271 is fixedly installed on the outer surface of the jig base 300, a driving pulley 273 connected to the driven pulley 271 through a belt 272, and the driving pulley 273
  • a motor 274 for rotating is installed.
  • the first guide drum 230 has a cylindrical shape and is coaxially connected to one side of the first pattern drum 210
  • the second guide drum 240 has the same diameter as the first guide drum 230 . It has a cylindrical shape and is disposed coaxially adjacent to one side of the second pattern drum 220 .
  • the first guide drum 230 and the second guide drum 240 are installed symmetrically to each other, and the centers of the first guide drum 230 and the second guide drum 240 have a first rotation shaft 261 and a second guide drum 240, respectively. It is coupled to a rotation shaft composed of two rotation shafts 262 and rotates about the first rotation shaft 261 and the second rotation shaft 262 by the rotation unit to support the inner portions of both sides of the electrode film (E).
  • the first rotation shaft 261 and the second rotation shaft 262 are movable in the axial direction with respect to each other, but relative rotation is impossible.
  • the rotational force of the rotation unit is transmitted through the first rotation shaft 261,
  • the first rotation shaft 261 and the second rotation shaft 262 rotate together.
  • the rotation unit for rotating the first guide drum 230 and the second guide drum 240 is a rotation drive motor 265 installed on the jig base 300 to be connected to the end of the first rotation shaft 261 .
  • the first guide drum 230 and the second guide drum 240 have to vary in spacing according to the size (left and right width) of the electrode film E to be notched
  • the first guide drum 230 and the second guide drum (240) is configured to move in the axial direction with respect to each other by the drum moving means so that the interval can be adjusted. Accordingly, the edges where the first guide drum 230 and the second guide drum 240 face each other are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first guide drum 230 and the second guide drum 240 face each other.
  • the middle part in the width direction of the thin electrode film E is the edge of the inner side of the axial direction of the first guide drum 230 and the second guide drum 240 As it adheres to it, it is pressed and deformed.
  • the axial inner edges of the first guide drum 230 and the second guide drum 240 are formed of a film guide unevenness 250 in a zigzag-type unevenness that engages with each other, and the electrode film (E) support the center of the width direction of
  • the electrode film (E) support the center of the width direction of
  • the gap between the first guide drum 230 and the second guide drum 240 is Even if the width direction inner edges of the first guide drum 230 and the second guide drum 240 are widened by adjustment, the width direction center of the electrode film E is uniformly supported by the surface of the film guide concavo-convex 250 . Therefore, marks or deformations do not occur.
  • the second rotation shaft 262 of the second guide drum 240 is a hollow first rotation shaft 261 . ) is constrained in the circumferential direction so that relative rotation is impossible, but is configured to be slidable in the axial direction.
  • the drum moving means for adjusting the distance between the first guide drum 230 and the second guide drum 240 in this embodiment passes A shaft mount boss 241 installed to be coupled to the outer surface of the second rotating shaft 262, a first bearing 242 coupled to the outer surface of the shaft mount boss 241, and the first bearing 242
  • a transfer bracket 281 coupled to the outer surface, a guide member 282 slidably connecting the transfer bracket 281 to the jig base 300 in the axial direction, and the transfer bracket 281 are connected to a guide member ( 282), and a shaft support member 286 having a second bearing 287 installed on the transfer bracket 281 to rotatably support the end of the second rotation shaft 262.
  • the shaft mount boss 241 and the second rotation shaft 262 move along the axial direction, and accordingly, the second guide drum ( As the 240 moves in the axial direction away from or closer to the first guide drum 230, the distance can be adjusted.
  • An LM guide may be applied as the guide member 282 .
  • the linear motion part includes a ball screw 283 extending parallel to the axial direction of the pattern jig, a nut part 284 coupled with the transfer bracket 281 and moving along the ball screw 283, the ball screw ( 283), but may be configured by applying various linear motion devices such as a linear motor as a linear motion unit, or a linear motion device using a pulley, a belt, and a motor.
  • the laser is emitted from the laser irradiator 100 and the laser passes through the pattern holes 211 and 221 of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 on both sides of the electrode film (E). Since fume and dust are generated in the process of cutting the part to a desired shape and size, a foreign material suction unit is connected to one side of the pattern holes 211 and 221 to suck the smoke and dust.
  • the foreign material suction unit is a suction line 400 connected to the foreign material discharge holes 212 and 222 formed in communication with the pattern holes 211 and 221 on the outer surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220. ) and an intake pump (not shown) for sucking air through the suction line 400 .
  • a scrap collecting unit is installed on the outer peripheral surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 .
  • the scrap collecting unit includes two side guide plates 510 whose upper portions are installed in contact with the outer peripheral surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220, respectively; , a front guide plate 520 arranged to be spaced apart from the outer peripheral surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 by a predetermined distance between the side guide plates 510 to guide the scrap downward;
  • the side guide plate 510 and the front guide plate 520 may include a scrap suction device (not shown) for generating suction force through the discharge line 530 installed in contact with the lower end to collect the scrap and foreign substances.
  • a laser notching system as described above works as follows.
  • the electrode film (E) to be processed is wound in the form of a roll on the shaft of the loader unit configured on the upstream side of the process direction, and is unwound by the electrode transfer device while maintaining tension and moving at a constant speed and pitch, pattern jig 200 It passes in the vertical direction from the top to the bottom while being in close contact with the outer circumferential surface of the
  • both sides of the electrode film (E) are in close contact with the outer peripheral surfaces of the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220, and the inner portion of both sides of the electrode film (E) is the first guide drum 230 ) and the second guide drum 240 is guided downward while being in close contact with the outer circumferential surface.
  • the laser emitted from the laser irradiator 100 is irradiated to both sides of the electrode film E in close contact with the first pattern drum 210 and the second pattern drum 220 to determine both sides of the electrode film E. Cut to the shape and size, leaving only the part that will be the electrode tab.
  • smoke and dust generated from the pattern holes (211, 221) are discharged and collected through the suction line 400 of the foreign material suction unit, and the electrode film ( The scrap generated by cutting both sides of E) is collected by falling downward by the scrap collecting unit.
  • the electrode film E with electrode tabs arranged on both sides is wound around the shaft of the off-loader configured on the downstream side in the process direction and recovered.
  • the laser notching system of the present invention is supported by a drum-type pattern jig 200 while horizontally irradiated with a laser from the laser irradiator 100, and the electrode film E is moved in the vertical direction at the laser irradiation position. Therefore, scrap and dust generated during the laser notching process can be dropped downward and removed at the same time as the process is performed.
  • the entire surface of the electrode film (E) may be supported by adjusting the distance between the first guide drum 230 and the second guide drum 240 according to the size of the notching target electrode film (E).
  • the first guide drum 230 and the second guide drum 240 are formed in a concave-convex shape in which the film guide concavities and convexities 250 are engaged with each other on the opposite sides, that is, on the inner side in the width direction, so that the center of the electrode film (E). Since it supports the electrode film (E), the center of the electrode film (E) can be stably supported without deformation or marks.
  • the present invention can be applied to the manufacture of secondary batteries, and in particular, it can be applied to laser notching equipment for electrodes that processes an electrode tab by irradiating a laser on the edge of the electrode film in a predetermined pattern while continuously transporting the electrode film of the secondary battery. have.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저를 지면(地面)에 대해 수평하게 조사하여 전극 필름의 일측 변에 전극탭을 노칭 가공함으로써 노칭 가공 공정에서 발생하는 스크랩 및 이물질의 제거가 용이하며, 생산성을 향상시킬 수 있는 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그는, 외주면에 레이저가 통과하는 패턴공이 관통되게 형성되어 있는 원반형으로 이루어져 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 제1패턴드럼; 상기 제1패턴드럼과 일정 거리 이격되어 마주보게 설치되어 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 원반형의 제2패턴드럼; 및, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼 사이에 동축상으로 배치되며, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 중심을 관통하도록 설치되는 회전축에 결합되어 회전축과 함께 회전하면서 전극 필름의 양측 변부의 안쪽 부분과 밀착되는 제1가이드드럼과 제2가이드드럼;을 포함하고, 상기 제1가이드드럼과 제2가이드드럼이 서로 마주보는 변부에는 서로 맞물리는 지그재그식 요철 형태로 되어 전극 필름의 폭방향 중심부를 지지하는 필름가이드요철이 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
본 발명은 이차전지의 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차전지의 전극 필름을 연속적으로 이송하면서 전극 필름의 가장자리에 레이저를 소정의 패턴으로 조사하여 전극탭을 가공할 때 전극 필름을 지지하는 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 드럼 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 이러한 이차전지는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제, 바인더 등이 혼합된 전극 합제를 도포한 후 건조하여 전극을 제조하고, 상기 제조된 전극을 분리막과 함께 적층한 후, 전해액과 함께 전지케이스에 내장 및 밀봉함으로써 완성된다.
이 때, 상기 전극은 긴 시트 형상으로 이루어진 전극 집전체 상에 전극 활물질이 도포되어 제조된 전극 필름을 노칭(notching)하여 전극탭을 가공한 후, 소망하는 길이로 커팅함으로써 제조된다.
일반적으로, 상기 노칭 과정은 전극탭에 대응하는 형상의 커팅부를 포함하고 있는 패턴 지그 또는 롤러에 의해 수행되며, 최근에는 보다 정밀한 치수로 전극탭을 형성할 수 있도록 전극 필름에 소정의 레이저를 조사함으로써 이러한 노칭 과정을 수행하기도 한다.
예를 들어 국내 등록특허 10-1774262호에 전극 필름(금속 집전체)의 제 1 면에 대해 수직으로 레이저(laser)를 조사하여 전극탭을 제외한 나머지 일측 변을 절삭하는 전극탭 가공 장치가 개시되어 있다.
그런데 종래의 전극탭 가공 장치는 레이저를 수평 이동하는 전극 필름의 면에 대해 연직 방향으로 조사하여 전극탭을 가공하므로 전극 필름의 절삭된 일측 변의 잔여물(스크랩) 또는 절삭 과정에서 발생하는 미세한 이물질들이 지그에 축적되어, 지그의 고정력을 저하시킬 수 있고, 잔여물과 이물질들에 의해 전극 필름 상에 레이저가 외란(disturbance)되어, 소망하는 전극탭의 형상으로 절삭되지 않는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 레이저를 지면(地面)에 대해 수평하게 조사하여 전극 필름의 일측 변에 전극탭을 노칭 가공함으로써 노칭 가공 공정에서 발생하는 스크랩 및 이물질의 제거가 용이하며, 생산성을 향상시킬 수 있는 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그는, 외주면에 레이저가 통과하는 패턴공이 관통되게 형성되어 있는 원반형으로 이루어져 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 제1패턴드럼; 상기 제1패턴드럼과 일정 거리 이격되어 마주보게 설치되어 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 원반형의 제2패턴드럼; 및, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼 사이에 동축상으로 배치되며, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 중심을 관통하도록 설치되는 회전축에 결합되어 회전축과 함께 회전하면서 전극 필름의 양측 변부의 안쪽 부분과 밀착되는 제1가이드드럼과 제2가이드드럼;을 포함하고, 상기 제1가이드드럼과 제2가이드드럼이 서로 마주보는 변부에는 서로 맞물리는 지그재그식 요철 형태로 되어 전극 필름의 폭방향 중심부를 지지하는 필름가이드요철이 마련된 것을 특징으로 한다.
상기 제2패턴드럼의 외주면에도 레이저가 통과하는 패턴이 관통되게 형성될 수 있다.
또한 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외측면에 상기 패턴공과 연통되는 이물질배출공이 개방되게 형성되고, 상기 이물질배출공은 전극 필름의 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 상기 패턴공을 통해서 발생하는 분진을 흡입하여 배출하는 이물질흡입유닛과 연결될 수 있다.
상기 회전축은 상기 제1패턴드럼의 중심을 관통하여 제1가이드드럼의 중심부에 결합되는 제1회전축과, 상기 제2패턴드럼의 중심을 관통하여 제2가이드드럼의 중심부에 결합되며 상기 제1회전축에 대해 상대 회전은 불가능하지만 축방향으로 슬라이딩은 가능하게 결합되는 제2회전축을 포함하며, 상기 제1가이드드럼 또는 제2가이드드럼이 드럼이동수단에 의해 제1회전축 또는 제2회전축에 대해 축방향으로 슬라이딩하여 간격 조절이 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 노칭 시스템은, 지면(地面)에 대해 수평하게 레이저를 조사하는 레이저 조사기; 상기 레이저 조사기의 일측에 고정되게 설치되는 지그 베이스; 상기 지그베이스에 설치되어 연직 방향으로 이송되는 전극 필름을 안내하는 패턴 지그; 상기 패턴 지그의 회전축에 회전력을 전달하여 패턴 지그의 제1가이드드럼과 제2가이드드럼을 회전시키는 회동유닛; 및,상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 패턴공의 하측에 연결되어 전극 필름의 가장자리에서 잘려진 스크랩을 외부로 배출하는 스크랩포집유닛;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극의 레이저 노칭 시스템은, 상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외측면에 패턴공과 연통되게 형성된 이물질배출공에 연결되어, 전극 필름의 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 상기 패턴공을 통해서 발생하는 분진을 흡입하여 외부로 배출하는 이물질흡입유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 패턴 지그의 회전축은 제1패턴드럼의 중심을 관통하여 제1가이드드럼의 중심부에 결합되는 제1회전축과, 상기 제2패턴드럼의 중심을 관통하여 제2가이드드럼의 중심부에 결합되며 상기 제1회전축에 대해 축방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2회전축을 포함하며, 레이저 노칭 시스템은 상기 패턴 지그의 제1가이드드럼과 제2가이드드럼의 간격 조절을 위해 제2가이드드럼을 축방향으로 슬라이딩시키는 드럼이동수단을 더 포함할 수 있다.
상기 드럼이동수단은, 상기 제2가이드드럼의 중심에 상기 제2회전축이 통과하면서 제2회전축의 외면과 결합되게 설치되는 축마운트보스와, 상기 축마운트보스의 외면과 결합되는 제1베어링과, 상기 제1베어링의 외면과 결합되는 이송브라켓과, 상기 이송브라켓을 지그 베이스에 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 연결하는 가이드부재와, 상기 이송브라켓을 가이드부재를 따라 슬라이딩시키는 선형운동부, 및 상기 이송브라켓에 설치되어 상기 제2회전축의 끝단부를 회전 가능하게 지지하는 제2베어링을 구비한 축지지부재를 포함할 수 있다.
상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외면에 복수의 패턴공이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 형성되고, 상기 지그 베이스에 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼을 상기 복수의 패턴공 중 어느 하나가 레이저 조사기의 레이저 조사 위치와 대응하도록 제1패턴드럼과 제2패턴드럼을 일정 각도로 회전시키는 드럼위치조정유닛이 설치될 수 있다.
상기 스크랩포집유닛은, 상부가 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외주면에 각각 연접하게 설치되는 2개의 측면가이드판과, 상기 측면가이드판 사이에서 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외면과 각각 일정 거리 이격되게 배치되어 스크랩을 하측으로 안내하는 전면가이드판과, 상기 측면가이드판과 전면가이드판의 하단부에 인접하게 설치되는 배출라인를 통해 흡입력을 발생시키는 스크랩흡입기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저 조사기에서 수평하게 레이저가 조사되고, 레이저 조사 위치에서 전극 필름이 연직 방향으로 이동하면서 드럼 타입의 패턴 지그에 의해 지지되어 전극 필름의 양 변부가 노칭 가공되므로 레이저 노칭 공정 중에 발생하는 스크랩과 분진을 하측으로 낙하시켜 공정 수행과 동시에 제거할 수 있다.
또한 노칭 가공 대상 전극 필름의 크기에 따라 제1가이드드럼과 제2가이드드럼의 간격을 조정하여 전극 필름의 전면(全面)을 지지할 수 있다. 특히 제1가이드드럼과 제2가이드드럼이 서로 마주보는 변부, 즉 폭방향 내측 변부에 필름가이드요철이 서로 맞물리는 요철 형태로 형성되어 전극 필름의 중심부를 지지하므로 전극 필름의 중심부가 변형되거나 자국이 생기지 않고 안정적으로 지지될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 레이저 노칭 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시한 레이저 노칭 시스템을 구성하는 패턴 지그의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 패턴 지그의 일부분을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시한 패턴 지그의 횡단면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 패턴 지그의 요부를 절개하여 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 레이저 노칭 시스템을 구성하는 레이저 조사기 및 스크랩포집유닛의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 레이저 조사기 및 스크랩포집유닛의 측면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템의 임시 서포트장치 및 이를 이용한 교량 거더의 연속화 공법을 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 레이저 노칭 시스템은, 지면(地面)에 대해 수평하게 레이저를 조사하는 2개의 레이저 조사기(100), 상기 레이저 조사기(100)의 일측에 고정되게 설치되는 지그 베이스(300), 상기 지그 베이스(300)에 설치되어 연직 방향으로 이송되는 전극 필름(E)을 안내하는 패턴 지그(200), 상기 패턴 지그(200)의 회전축에 회전력을 전달하여 패턴 지그(200)의 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)을 회전시키는 회동유닛, 상기 패턴 지그(200)의 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 패턴공(211, 221)의 하측에 연결되어 전극 필름(E)의 가장자리에서 잘려진 스크랩을 외부로 배출하는 스크랩포집유닛, 및 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 패턴공(211, 221)을 통해서 발생하는 연기(fume)나 분진 등의 이물질을 흡입하여 외부로 배출하는 이물질흡입유닛을 포함한다.
도면에 도시하지는 않았으나, 전극 필름(E)은 롤 형태로 권취되어 있다가 전극 이송장치에 의해 풀려져 나오면서 일정한 속도와 피치로 이동하면서 상기 레이저 조사기(100)와 패턴 지그(200) 사이를 연직방향으로 통과하게 되고, 레이저 조사기(100)에서 방출되는 레이저에 의해 전극 필름(E)의 양측 변부가 일정한 크기와 형태로 절단되어 전극탭이 형성된다.
레이저 조사기(100)는 2개가 패턴 지그(200)의 전방측에 소정의 간격을 두고 설치되어, 전극 필름(E)의 양측 변부에 레이저를 정해진 패턴으로 조사하여 전극탭을 형성한다. 레이저 조사기(100)는 지면(地面)에 대해 수평한 방향으로 레이저를 조사하여 노칭 공정을 수행하도록 구성되는데, 이는 전술한 것과 같이 노칭 공정에서 발생하는 스크랩이 자연스럽게 하측으로 배출되어 스크랩과 이물질이 패턴 지그(200)에 축적되는 현상을 없앨 수 있도록 하기 위함이다.
레이저 조사기(100)의 일측에는 패턴 지그(200)를 설치하기 위한 지그 베이스(300)가 설치된다. 지그 베이스(300)는 패턴 지그(200)와 패턴 지그(200)와 연결되는 구성요소를 안정적으로 지탱할 수 있도록 금속 재질의 프레임과 평판 등으로 이루어질 수 있다.
패턴 지그(200)는 레이저 조사기(100)의 일측에 일정 거리 이격되게 설치되어, 상측에서 하측으로 연직방향으로 이송되는 전극 필름(E)을 지지하면서 안내하는 작용을 한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 패턴 지그(200)는 전극 필름(E)의 일측 변부에 대한 레이저 노칭 공정을 수행하기 위해 전극 필름(E)의 일측 변부를 지지하는 제1패턴드럼(210), 전극 필름(E)의 다른 일측 변부에 대한 레이저 노칭 공정을 수행하기 위해 전극 필름(E)의 다른 일측 변부를 지지하는 제2패턴드럼(220), 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼 사이에 동축상으로 배치되어 중심의 회전축과 함께 회전하면서 전극 필름(E)의 양측 변부의 안쪽 부분과 밀착되어 지지하는 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)을 포함한다.
상기 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)은 서로 동일한 직경을 가지며, 대체로 대칭 구조를 갖는 원반형으로 이루어져, 지그 베이스(300)의 양측부에 서로 마주보게 설치된다. 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외주면에는 상기 레이저 조사기(100)에서 방출된 레이저가 통과하는 복수의 패턴공(211, 221)이 관통되게 형성되어 있다. 상기 패턴공(211, 221)은 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 원주방향을 따라 일정한 간격으로 배열되고, 전극 필름(E)을 일정한 속도로 이송하면서 전극 필름(E)의 변부를 소정의 형태로 절단하기 위하여 대략 ∞ 형태로 형성된다. 복수의 패턴공(211, 221)은 가공 대상 전극 필름(E)의 크기에 따라 다른 크기를 가질 수 있다.
또한 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외측면에는 상기 패턴공(211, 221)과 연통되는 이물질배출공(212, 222)이 개방되게 형성되고, 상기 이물질배출공(212, 222)은 상기 이물질흡입유닛과 연결되어 전극 필름(E)의 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 상기 패턴공(211, 221)을 통해서 발생하는 분진을 이물질흡입유닛을 이용하여 외부로 배출한다.
제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)은 레이저 노칭 공정을 수행하는 동안에는 지그 베이스(300)에 고정된 상태를 유지하지만, 복수의 패턴공(211, 221)을 교체하여 사용하기 위하여 제1가이드드럼(230) 및 제2가이드드럼(240)에 대해 임의의 각도로 회전 가능하게 설치된다. 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 패턴공(211, 221)의 위치를 가변시키기 위한 드럼위치조정유닛으로서, 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외측면에 종동풀리(271)가 고정되게 설치되고, 지그 베이스(300)에 상기 종동풀리(271)에 벨트(272)를 통해 연결되는 구동풀리(273)와, 상기 구동풀리(273)를 회전시키는 모터(274)가 설치된다.
제1가이드드럼(230)은 원통형으로 되어 상기 제1패턴드럼(210)의 일측에 동축상으로 연접하게 배치되며, 제2가이드드럼(240)은 제1가이드드럼(230)과 동일한 직경을 갖는 원통형으로 되어 제2패턴드럼(220)의 일측에 동축상으로 연접하게 배치된다. 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)은 서로 대칭 형태로 설치되며, 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 중심부는 각각 제1회전축(261) 및 제2회전축(262)으로 구성된 회전축에 결합되어 회동유닛에 의해 제1회전축(261) 및 제2회전축(262)을 중심으로 회전하면서 전극 필름(E)의 양쪽 변부 안쪽 부분을 지지한다. 상기 제1회전축(261)과 제2회전축(262)은 서로에 대해 축방향으로는 이동이 가능하지만, 상대 회전은 불가능하게 연결되어, 제1회전축(261)을 통해 회동유닛의 회전력이 전달되면 제1회전축(261)과 제2회전축(262)이 함께 회전하게 된다.
상기 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)을 회전시키는 회동유닛은, 상기 지그 베이스(300)에 제1회전축(261)의 끝단부와 연결되게 설치되는 회전구동모터(265)를 포함할 수 있다.
또한 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)은 노칭 가공 대상 전극 필름(E)의 크기(좌우 폭)에 따라 간격이 가변되어야 하므로 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)은 드럼이동수단에 의해 서로에 대해 축방향으로 이동하여 간격 조절이 가능하게 구성된다. 이에 따라 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)이 서로 마주보는 변부는 서로 소정의 거리만큼 이격되게 되는데, 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)이 서로 마주보는 변부(축방향 내측 변부)가 일직선으로 이루어질 경우 얇은 전극 필름(E)의 폭방향 중간 부분이 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 축방향 내측 변부의 에지(edge)에 밀착되면서 눌려져서 변형이 발생하게 된다. 이에 도면에 도시한 것과 같이 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 축방향 내측 변부가 서로 맞물리는 지그재그식 요철 형태로 된 필름가이드요철(250)로 이루어져 전극 필름(E)의 폭방향 중심부를 지지한다. 이와 같이 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 축방향 내측 변부가 필름가이드요철(250)로 이루어지면, 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 간격 조절에 의해 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 폭방향 내측 변부가 벌어지더라도 전극 필름(E)의 폭방향 중심부가 필름가이드요철(250)의 면에 의해 균일하게 지지되므로 자국이나 변형이 발생하지 않게 된다.
상기 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 간격 조절을 위해, 전술한 것과 같이 제2가이드드럼(240)의 제2회전축(262)은 중공축으로 된 제1회전축(261)에 대해 원주방향으로는 구속되어 상대 회전은 불가능하지만 축방향으로는 슬라이딩 가능하게 구성된다.
도 4 및 도 5에 도시한 것과 같이, 이 실시예에서 상기 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 간격 조절을 위한 드럼이동수단은, 상기 제2회전축(262)이 통과하면서 제2회전축(262)의 외면과 결합되게 설치되는 축마운트보스(241)와, 상기 축마운트보스(241)의 외면과 결합되는 제1베어링(242)과, 상기 제1베어링(242)의 외면과 결합되는 이송브라켓(281)과, 상기 이송브라켓(281)을 지그 베이스(300)에 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 연결하는 가이드부재(282)와, 상기 이송브라켓(281)을 가이드부재(282)를 따라 슬라이딩시키는 선형운동부, 및 상기 이송브라켓(281)에 설치되어 상기 제2회전축(262)의 끝단부를 회전 가능하게 지지하는 제2베어링(287)을 구비한 축지지부재(286)를 포함한다.
따라서 선형운동부에 의해 이송브라켓(281)이 가이드부재(282)를 따라 이동하면, 축마운트보스(241)와 제2회전축(262)이 축방향을 따라 이동하게 되고, 이에 따라 제2가이드드럼(240)이 축방향으로 이동하면서 제1가이드드럼(230)과 멀어지거나 가까워지면서 간격이 조절될 수 있게 된다.
상기 가이드부재(282)로는 LM 가이드를 적용할 수 있다. 그리고 상기 선형운동부는 패턴 지그의 축방향과 나란하게 연장되는 볼스크류(283)와, 상기 이송브라켓(281)과 결합되어 볼스크류(283)를 따라 이동하는 너트부(284), 상기 볼스크류(283)를 회전시키는 이송모터(285)를 포함하지만, 이외에도 선형운동부로서 리니어모터, 또는 풀리와 벨트 및 모터를 이용한 선형운동장치 등 다양한 선형운동장치를 적용하여 구성할 수 있다.
한편, 레이저 조사기(100)로부터 레이저가 방출되고, 제1패턴드럼(210)와 제2패턴드럼(220)의 패턴공(211, 221)을 통해 레이저가 통과하면서 전극 필름(E)의 양 변부를 원하는 형태와 크기로 절단하는 과정에서 연기(fume)와 분진이 발생하게 되므로, 상기 패턴공(211, 221)의 일측에 이물질흡입유닛을 연결하여 연기와 분진을 흡입한다. 상기 이물질흡입유닛은 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외측면에 패턴공(211, 221)과 연통되게 형성된 이물질배출공(212, 222)에 연결되는 흡입라인(400)과, 상기 흡입라인(400)을 통해 공기를 흡입하는 흡기펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
또한 전술한 것과 같이 레이저 노칭 공정 중 이물질흡입유닛을 통해 패턴공(211, 221) 내로 유입된 연기와 분진을 흡입함과 동시에, 전극 필름(E)의 양 변부에서 절단된 스크랩과 외부로 낙하하는 분진을 포집하기 위하여, 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외주면에 스크랩포집유닛이 설치된다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 스크랩포집유닛은, 상부가 상기 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외주면에 각각 연접하게 설치되는 2개의 측면가이드판(510)과, 상기 측면가이드판(510) 사이에서 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외주면과 각각 일정 거리 이격되게 배치되어 스크랩을 하측으로 안내하는 전면가이드판(520)과, 상기 측면가이드판(510)과 전면가이드판(520)의 하단부와 연접하게 설치되는 배출라인(530)를 통해 흡입력을 발생시켜 스크랩 및 이물질을 포집하는 스크랩흡입기(미도시)를 포함할 수 있다.
상술한 것과 같은 레이저 노칭 시스템은 다음과 같이 작동한다.
가공 대상 전극 필름(E)은 공정 방향 상류측에 구성된 로더부의 샤프트에 롤 형태로 권취되어 있다가 전극 이송장치에 의해 풀려져 나오면서 장력을 유지하며 일정한 속도와 피치로 이동하여, 패턴 지그(200)의 외주면에 밀착되면서 상측에서 하측으로 연직방향으로 통과하게 된다.
이 때 전극 필름(E)의 양 변부는 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)의 외주면에 밀착되고, 전극 필름(E)의 양 변부의 안쪽 부분은 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 외주면에 밀착되면서 하측으로 안내된다.
레이저 조사기(100)에서 방출된 레이저는 제1패턴드럼(210)과 제2패턴드럼(220)과 밀착되어 있는 전극 필름(E)의 양 변부로 조사되어 전극 필름(E)의 양 변부를 정해진 형태와 크기로 절단하여 전극탭이 될 부분만 남긴다. 레이저에 의해 전극 필름(E)의 양 변부가 절단되는 과정에서 패턴공(211, 221) 부분에서 발생하는 연기와 분진은 이물질흡입유닛의 흡입라인(400)을 통해서 배출되어 포집되고, 전극 필름(E)의 양 변부가 잘려져 발생한 스크랩은 스크랩포집유닛에 의해 하측으로 낙하하여 포집된다.
레이저 조사기(100)에 의한 노칭 공정이 완료되어 양 변부에 전극탭이 배열된 전극 필름(E)은 공정 방향 하류측에 구성된 오프로더의 샤프트에 권취되어 회수된다.
상술한 것과 같이 본 발명의 레이저 노칭 시스템은 레이저 조사기(100)에서 수평하게 레이저가 조사되고, 레이저 조사 위치에서 전극 필름(E)이 연직 방향으로 이동하면서 드럼 타입의 패턴 지그(200)에 의해 지지되므로 레이저 노칭 공정 중에 발생하는 스크랩과 분진을 하측으로 낙하시켜 공정 수행과 동시에 제거할 수 있다.
또한 노칭 가공 대상 전극 필름(E)의 크기에 따라 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)의 간격을 조정하여 전극 필름(E)의 전면(全面)을 지지할 수 있다. 특히 제1가이드드럼(230)과 제2가이드드럼(240)이 서로 마주보는 변부, 즉 폭방향 내측 변부에 필름가이드요철(250)이 서로 맞물리는 요철 형태로 형성되어 전극 필름(E)의 중심부를 지지하므로 전극 필름(E)의 중심부가 변형되거나 자국이 생기지 않고 안정적으로 지지될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
본 발명은 이차전지의 제조에 적용될 수 있으며, 특히 이차전지의 전극 필름을 연속적으로 이송하면서 전극 필름의 가장자리에 레이저를 소정의 패턴으로 조사하여 전극탭을 가공하는 전극의 레이저 노칭 장비에 적용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 외주면에 레이저가 통과하는 패턴공이 관통되게 형성되어 있는 원반형으로 이루어져 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 제1패턴드럼;
    상기 제1패턴드럼과 일정 거리 이격되어 마주보게 설치되어 전극 필름의 일측 변부를 지지하는 원반형의 제2패턴드럼;
    상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼 사이에 동축상으로 배치되며, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 중심을 관통하도록 설치되는 회전축에 결합되어 회전축과 함께 회전하면서 전극 필름의 양측 변부의 안쪽 부분과 밀착되는 제1가이드드럼과 제2가이드드럼;
    을 포함하고,
    상기 제1가이드드럼과 제2가이드드럼이 서로 마주보는 변부에는 서로 맞물리는 지그재그식 요철 형태로 되어 전극 필름의 폭방향 중심부를 지지하는 필름가이드요철이 마련된 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2패턴드럼의 외주면에도 레이저가 통과하는 패턴이 관통되게 형성되어 있는 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외측면에 상기 패턴공과 연통되는 이물질배출공이 개방되게 형성되고, 상기 이물질배출공은 전극 필름의 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 상기 패턴공을 통해서 발생하는 분진을 흡입하여 배출하는 이물질흡입유닛과 연결되는 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그.
  4. 제1항에 있어서, 상기 회전축은 상기 제1패턴드럼의 중심을 관통하여 제1가이드드럼의 중심부에 결합되는 제1회전축과, 상기 제2패턴드럼의 중심을 관통하여 제2가이드드럼의 중심부에 결합되며 상기 제1회전축에 대해 상대 회전은 불가능하지만 축방향으로 슬라이딩은 가능하게 결합되는 제2회전축을 포함하며,
    상기 제1가이드드럼 또는 제2가이드드럼이 드럼이동수단에 의해 제1회전축 또는 제2회전축에 대해 축방향으로 슬라이딩하여 간격 조절이 가능하도록 된 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그.
  5. 지면(地面)에 대해 수평하게 레이저를 조사하는 레이저 조사기;
    상기 레이저 조사기의 일측에 고정되게 설치되는 지그 베이스;
    상기 지그베이스에 설치되어 연직 방향으로 이송되는 전극 필름을 안내하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 패턴 지그;
    상기 패턴 지그의 회전축에 회전력을 전달하여 패턴 지그의 제1가이드드럼과 제2가이드드럼을 회전시키는 회동유닛; 및,
    상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 패턴공의 하측에 연결되어 전극 필름의 가장자리에서 잘려진 스크랩을 외부로 배출하는 스크랩포집유닛;
    을 포함하는 전극의 레이저 노칭 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외측면에 패턴공과 연통되게 형성된 이물질배출공에 연결되어, 전극 필름의 레이저 노칭 공정을 수행하는 과정에서 상기 패턴공을 통해서 발생하는 분진을 흡입하여 외부로 배출하는 이물질흡입유닛을 더 포함하는 전극의 레이저 노칭 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 패턴 지그의 회전축은 제1패턴드럼의 중심을 관통하여 제1가이드드럼의 중심부에 결합되는 제1회전축과, 상기 제2패턴드럼의 중심을 관통하여 제2가이드드럼의 중심부에 결합되며 상기 제1회전축에 대해 상대 회전은 불가능하지만 축방향으로 슬라이딩은 가능하게 결합되는 제2회전축을 포함하며,
    상기 패턴 지그의 제1가이드드럼과 제2가이드드럼의 간격 조절을 위해 제2가이드드럼을 축방향으로 슬라이딩시키는 드럼이동수단을 더 포함하는 전극의 레이저 노칭 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 드럼이동수단은, 상기 제2가이드드럼의 중심에 상기 제2회전축이 통과하면서 제2회전축의 외면과 결합되게 설치되는 축마운트보스와, 상기 축마운트보스의 외면과 결합되는 제1베어링과, 상기 제1베어링의 외면과 결합되는 이송브라켓과, 상기 이송브라켓을 지그 베이스에 축방향을 따라 슬라이딩 가능하게 연결하는 가이드부재와, 상기 이송브라켓을 가이드부재를 따라 슬라이딩시키는 선형운동부, 및 상기 이송브라켓에 설치되어 상기 제2회전축의 끝단부를 회전 가능하게 지지하는 제2베어링을 구비한 축지지부재를 포함하는 전극의 레이저 노칭 시스템.
  9. 제5항에 있어서, 상기 패턴 지그의 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외면에 복수의 패턴공이 원주방향을 따라 일정한 간격으로 형성되고, 상기 지그 베이스에 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼을 상기 복수의 패턴공 중 어느 하나가 레이저 조사기의 레이저 조사 위치와 대응하도록 제1패턴드럼과 제2패턴드럼을 일정 각도로 회전시키는 드럼위치조정유닛이 설치된 전극의 레이저 노칭 시스템.
  10. 제5항에 있어서, 상기 스크랩포집유닛은, 상부가 상기 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외주면에 각각 연접하게 설치되는 2개의 측면가이드판과, 상기 측면가이드판 사이에서 제1패턴드럼과 제2패턴드럼의 외면과 각각 일정 거리 이격되게 배치되어 스크랩을 하측으로 안내하는 전면가이드판과, 상기 측면가이드판과 전면가이드판의 하단부에 인접하게 설치되는 배출라인를 통해 흡입력을 발생시키는 스크랩흡입기를 포함하는 전극의 레이저 노칭 시스템.
PCT/KR2021/007215 2020-06-10 2021-06-09 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템 WO2021251753A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0070264 2020-06-10
KR20200070264 2020-06-10
KR1020200094704A KR102158708B1 (ko) 2020-06-10 2020-07-29 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
KR10-2020-0094704 2020-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021251753A1 true WO2021251753A1 (ko) 2021-12-16

Family

ID=72706931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/007215 WO2021251753A1 (ko) 2020-06-10 2021-06-09 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102158708B1 (ko)
CN (1) CN113770538B (ko)
WO (1) WO2021251753A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024136470A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 엘지에너지솔루션 지그 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102158708B1 (ko) * 2020-06-10 2020-09-22 주식회사 디에이테크놀로지 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
KR102430493B1 (ko) * 2021-03-22 2022-08-10 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지 제조용 레이저 노칭 시스템
KR102497811B1 (ko) * 2021-05-27 2023-02-10 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치
KR20230015588A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 시트 노칭 장치 및 노칭 방법
KR20230084777A (ko) 2021-12-06 2023-06-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극의 레이저 노칭에 사용되는 전극 제조 장치
KR20230108419A (ko) 2022-01-11 2023-07-18 주식회사 엘지에너지솔루션 원통형 캔 비드 형성 시스템
KR20230109896A (ko) 2022-01-14 2023-07-21 주식회사 엘지에너지솔루션 전극탭 노칭 장치
KR20230151915A (ko) * 2022-04-26 2023-11-02 주식회사 엘지에너지솔루션 지그 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템
KR20230165641A (ko) * 2022-05-27 2023-12-05 주식회사 엘지에너지솔루션 레이저 노칭 장치
WO2023234570A1 (ko) * 2022-06-03 2023-12-07 주식회사 엘지에너지솔루션 레이저 커팅 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351977A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Sony Corp レーザ処理装置およびレーザ処理方法
KR20130105001A (ko) * 2012-03-16 2013-09-25 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극 제조장치
KR20150062839A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR20180133235A (ko) * 2017-06-05 2018-12-13 (주)엔에스 전극 조립체 제조 시스템 및 방법
KR101958881B1 (ko) * 2018-12-06 2019-03-15 (주)하나기술 이차전지 전극 노칭시스템
KR102158708B1 (ko) * 2020-06-10 2020-09-22 주식회사 디에이테크놀로지 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101571390B1 (ko) 2014-06-09 2015-11-24 변영희 레이저를 이용한 연속 드릴링장치
KR101774262B1 (ko) 2015-03-11 2017-09-04 주식회사 엘지화학 치수 안정성이 향상된 전극 탭 가공 장치 및 이를 이용하여 전극 탭을 가공하는 방법
KR102156012B1 (ko) * 2016-01-06 2020-09-16 오.엠.씨. 가부시키가이샤 탭 부착 전극 시트의 제조 방법과 그 장치
KR102182307B1 (ko) 2016-07-04 2020-11-24 주식회사 엘지화학 패턴 지그 및 스크랩 배출부를 포함하고 있는 전극 제조 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351977A (ja) * 2005-06-20 2006-12-28 Sony Corp レーザ処理装置およびレーザ処理方法
KR20130105001A (ko) * 2012-03-16 2013-09-25 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전극 제조장치
KR20150062839A (ko) * 2013-11-29 2015-06-08 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR20180133235A (ko) * 2017-06-05 2018-12-13 (주)엔에스 전극 조립체 제조 시스템 및 방법
KR101958881B1 (ko) * 2018-12-06 2019-03-15 (주)하나기술 이차전지 전극 노칭시스템
KR102158708B1 (ko) * 2020-06-10 2020-09-22 주식회사 디에이테크놀로지 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024136470A1 (ko) * 2022-12-20 2024-06-27 주식회사 엘지에너지솔루션 지그 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
CN113770538A (zh) 2021-12-10
CN113770538B (zh) 2023-04-11
KR102158708B1 (ko) 2020-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021251753A1 (ko) 전극의 레이저 노칭 공정용 패턴 지그 및 이를 구비한 레이저 노칭 시스템
WO2019172506A1 (ko) 전극시트 노칭장치 및 노칭방법
DE3852691T2 (de) Saugfähiger Blatt-Transport-Mechanismus für ein Bilderzeugungsgerät.
KR102181983B1 (ko) 레이저 노칭 장치
WO2021215731A1 (ko) 레이저 노칭기의 스크랩 배출 컨베이어 및 스크랩 배출방법
CN114074225A (zh) 电极的激光开槽***
CA1211132A (en) Stacking apparatus for paper sheets
WO2022203120A1 (ko) 이차전지 제조용 레이저 노칭 시스템
CN104508561A (zh) 曝光装置的除尘装置和除尘方法
CN113305445A (zh) 激光加工装置
EP4060778A1 (en) Device for manufacturing electrode
WO2022250265A1 (ko) 이차전지 전극의 레이저 노칭 장치
WO2023128374A1 (ko) 레이저 가공 장치 및 방법
CN113305446B (zh) 激光加工装置
KR20230094433A (ko) 스크랩의 회수가 가능한 레이저 노칭장치
WO2022097882A1 (ko) 반도체 패키지용 마운터 커팅장치
WO2023080646A1 (ko) 전극 식각 장치
WO2023003248A1 (ko) 전극 시트 노칭 장치 및 노칭 방법
WO2023146084A1 (ko) 스파이럴 가스켓의 제조 장치 및 그의 제조 방법
WO2021075682A1 (ko) 이물질 제거장치
US4737811A (en) Developing station of a processing system for printing plates
WO2024136470A1 (ko) 지그 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템
WO2022107615A1 (ja) レーザー加工装置
KR20240059505A (ko) 전극 제조 장치
WO2023214747A1 (ko) 전극 원단 이송 장치 및 이를 포함하는 전극 노칭 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21822579

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21822579

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1