WO2022019599A1 - 단위 셀 제조 장치 및 방법 - Google Patents

단위 셀 제조 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022019599A1
WO2022019599A1 PCT/KR2021/009293 KR2021009293W WO2022019599A1 WO 2022019599 A1 WO2022019599 A1 WO 2022019599A1 KR 2021009293 W KR2021009293 W KR 2021009293W WO 2022019599 A1 WO2022019599 A1 WO 2022019599A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
separator sheet
conveyor
unit cell
lower separator
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/009293
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
윤세현
박동혁
권춘호
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to US17/918,485 priority Critical patent/US20230148346A1/en
Priority to CN202180028131.9A priority patent/CN115461901A/zh
Priority to EP21847268.6A priority patent/EP4120410A4/en
Publication of WO2022019599A1 publication Critical patent/WO2022019599A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H35/00—Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers
    • B65H35/0006—Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00—Sensing or detecting means
    • B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
    • B65H2553/42—Cameras
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H31/00—Pile receivers
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a unit cell, and more particularly, when manufacturing a unit cell by laminating an electrode and a separator sheet, a unit cell capable of easily confirming and correcting the deviation of the electrode from its original position It relates to a manufacturing apparatus and method.
  • types of secondary batteries include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery.
  • These secondary batteries are not only for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDA's, Portable Game Devices, Power Tools and E-bikes, but also for large products requiring high output such as electric and hybrid vehicles and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices that store power or renewable energy and power storage devices for backup.
  • an electrode active material slurry is applied to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to prepare a positive electrode and a negative electrode, and an electrode assembly having a predetermined shape is formed by laminating them on both sides of a separator. Then, the electrode assembly is accommodated in the battery case, and the electrolyte is injected and then sealed.
  • Electrode assemblies are classified into various types. For example, a simple stack type in which the positive electrode, separator, and negative electrodes are continuously stacked by crossing each other without manufacturing a unit cell, a unit cell is first manufactured using positive electrodes, separators, and negative electrodes, and then these unit cells Lamination & Stack Type (L&S, Lamination & Stack Type), a stack in which a plurality of electrodes or unit cells are spaced apart and attached to one side of a long separator sheet on one side, and the separator sheet is repeatedly folded in the same direction from one end S&F (Stack & Folding Type), a plurality of electrodes or unit cells are alternately attached to one side and the other side of a long separator sheet on one side, and the separator sheet is folded in a specific direction from one end and then turned in the opposite direction There is a Z-folding type that alternately repeats the folding method.
  • L&S Lamination & Stack Type
  • S&F Stack & Folding Type
  • a unit cell in order to manufacture a lamination-and-stack type, stack-and-fold type, or Z-fold type electrode assembly, a unit cell may be manufactured first.
  • a separator in order to manufacture a unit cell, while the central electrode is moved to one side by a conveyor belt or the like, a separator is respectively stacked on upper and lower surfaces of the central electrode, and then an upper electrode is further stacked on the uppermost part.
  • a lower electrode may be further stacked at the bottom.
  • a laminating process of applying heat and pressure to the laminate in which the electrode and the separator are laminated is performed. By performing such a laminating process, a unit cell may be firmly formed by adhesion between the electrode and the separator.
  • the input timing of the remaining electrodes was determined.
  • the position of the electrode tab of the central electrode protruding to one side of the separator was recognized as a sensor in order to recognize the position of the central electrode.
  • the sensor may not accurately recognize the position of the center electrode, thereby causing a defect in the unit cell.
  • such electrodes are continuously input, there is a problem in that unit cell defects are also continuously generated.
  • Patent Document 1 Japanese Laid-Open Publication No. 2019-139961
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a unit cell capable of easily confirming and correcting the deviation of the electrode from its original position when manufacturing a unit cell by laminating an electrode and a separator sheet .
  • a unit cell manufacturing apparatus for solving the above problems includes: a lower separator reel from which a lower separator sheet is unwound; a first feeding roller for moving the lower separator sheet in a first direction; a first conveyor for moving the first electrode in a second direction parallel to the first direction; a first header transferring the first electrode from the first conveyor to be seated on an upper surface of the lower separator sheet; an upper separator reel on which the upper separator sheet is unwound; a second feeding roller for moving a first laminate in which the lower separator sheet, the first electrode, and the upper separator sheet are sequentially stacked in the first direction; a second conveyor for moving the second electrode in the second direction; a second header transferring the second electrode from the second conveyor to be seated on the upper surface of the upper separator sheet; and a cutter for cutting a second laminate formed by sequentially stacking the lower separator sheet, the first electrode, the upper separator sheet, and the second electrode at regular intervals.
  • a first vision sensor disposed between the lower separator sheet and the first conveyor to photograph the first electrode before the first electrode is seated on the upper surface of the lower separator sheet may further include.
  • a second vision sensor disposed between the first laminate and the second conveyor to photograph the second electrode before the second electrode is seated on the upper surface of the upper separator sheet may be further included.
  • a third vision sensor disposed above the first conveyor to photograph the first electrode may be further included.
  • a fourth vision sensor disposed above the second conveyor to photograph the second electrode may be further included.
  • first header transports the first electrode in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction
  • second header is perpendicular to the first direction and the second direction.
  • the second electrode may be transferred in a fourth direction parallel to the third direction.
  • first electrode when the first electrode is seated on the upper surface of the lower separator sheet, it is disposed on both sides of the lower separator sheet and the first electrode, respectively, while rotating to apply pressure to the lower separator sheet and the first electrode It may further include a first nip roll.
  • it may further include a second nip roll disposed on both surfaces of the second laminate, respectively, for applying pressure to the second laminate while rotating.
  • it may further include a magazine stacked while receiving the plurality of unit cells sequentially.
  • first conveyor and the second conveyor may be arranged in a line along the second direction.
  • a first electrode reel on which the first electrode sheet on which the first electrode is formed is unwound; and a second electrode reel on which the second electrode sheet on which the second electrode is formed is unwound.
  • a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: unwinding a lower separator sheet from a lower separator reel and moving it in a first direction; moving, by the first conveyor, the first electrode in a second direction parallel to the first direction; transferring the first electrode from the first conveyor to the first header to be seated on the upper surface of the lower separator sheet; The upper separator sheet is unwound from the upper separator reel and moves in the first direction; forming a first laminate by laminating the upper separator sheet on the lower separator sheet and upper surfaces of the first electrode; moving the second electrode in the second direction by a second conveyor; forming a second laminate by a second header transferring the second electrode from the second conveyor and seated on the upper surface of the upper separator sheet; And the cutter cuts the second laminate at regular intervals to prepare a unit cell.
  • a first vision sensor disposed between the lower separator sheet and the first conveyor is configured such that the first electrode is the lower separator sheet. Before being seated on the upper surface, the first electrode is photographed.
  • the second electrode is the upper separator sheet Before being seated on the upper surface of the , the second electrode may be photographed.
  • a third vision sensor disposed above the first conveyor may photograph the first electrode.
  • a fourth vision sensor disposed above the second conveyor may photograph the second electrode.
  • the electrode Since the electrode is moved to a separate header, it can be easily corrected even if the electrode is deviated from its original position.
  • the first conveyor is disposed proximate to the input position of the first electrode and the second conveyor is disposed close to the input position of the second electrode, the first and second electrodes are moved to the appropriate input position by the shortest distance It is possible to reduce unnecessary movement and efficiently manufacture unit cells.
  • the conveyors for transporting and supplying the electrode are arranged parallel to one side of the separator sheet, it is possible to reduce the overall volume of the device.
  • the effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the unit cell manufacturing apparatus 1 in detail according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1a according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode since the electrode is moved to a separate header, it can be easily corrected even if the electrode is deviated from its original position.
  • the position of the electrode itself is directly checked with the vision sensor, rather than indirectly checking the position of the electrode through the electrode tab, it is possible to easily check whether the electrode is out of position and to prevent defects in the unit cell 2 . it can be prevented
  • the first conveyor 31 is disposed close to the input position of the first electrode 1112 and the second conveyor 32 is disposed close to the input position of the second electrode 1122 , the first electrode ( 1112) and the second electrode 1122 can be moved to an appropriate input position by the shortest distance, thereby reducing unnecessary movement and efficiently manufacturing the unit cell 2 .
  • the conveyors for transporting and supplying the electrode are arranged parallel to one side of the separator sheet, it is possible to reduce the overall volume of the device.
  • the method for manufacturing a unit cell includes the steps of: unwinding a lower separator sheet 1211 from a lower separator reel 121 and moving in a first direction D1; moving the first electrode 1112 in a second direction D2 parallel to the first direction D1 by the first conveyor 31; transferring the first electrode 1112 from the first conveyor 31 to the first header 141 to be seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211;
  • the upper separator sheet 1221 is unwound from the upper separator reel 122 and moves in the first direction (D1); forming a first laminate 21 by laminating the upper separator sheet 1221 on the upper surfaces of the lower separator sheet 1211 and the first electrode 1112 ; the second conveyor 32 moving the second electrode 1122 in the second direction D2; forming a second laminate 22 by a second header 142 transferring the second electrode 1122 from the second conveyor 32 to be seated on the upper surface of the upper separator sheet 1221; and the cutter 17 cuts the second stacked body 22
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the unit cell manufacturing apparatus 1 includes a lower separator reel 121 from which a lower separator sheet 1211 is unwound; a first feeding roller 131 for moving the lower separator sheet 1211 in a first direction D1; a first conveyor 31 for moving the first electrode 1112 in a second direction D2 parallel to the first direction D1; a first header 141 for transferring the first electrode 1112 from the first conveyor 31 to be seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211; an upper separator reel 122 from which the upper separator sheet 1221 is unwound; A second feeding roller that moves the first laminate 21 in which the lower separator sheet 1211 , the first electrode 1112 , and the upper separator sheet 1221 are sequentially stacked in the first direction D1 .
  • a second conveyor 32 for moving the second electrode 1122 in the second direction D2; a second header 142 for transferring the second electrode 1122 from the second conveyor 32 to be seated on the upper surface of the upper separator sheet 1221; and a second laminate 22 formed by sequentially stacking the lower separator sheet 1211, the first electrode 1112, the upper separator sheet 1221, and the second electrode 1122 by cutting at regular intervals. It includes a cutter (17).
  • the lower separator reel 121 is a reel on which the lower separator sheet 1211 is wound, and the lower separator sheet 1211 is unwound from the lower separator reel 121 .
  • the first feeding roller 131 moves the lower separation membrane sheet 1211 in the first direction D1.
  • the first conveyor 31 moves the first electrode 1112 in a second direction D2 that is parallel to the first direction D1 in which the lower separator sheet 1211 moves. Accordingly, the first electrode 1112 and the lower separator sheet 1211 move in parallel.
  • the first header 141 adsorbs the first electrode 1112 and transports it from the first conveyor 31 to be seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211 .
  • the plurality of first electrodes 1112 on the lower separator sheet 1211 may be stacked while being spaced apart from each other in a line in the longitudinal direction of the lower separator sheet 1211 .
  • the first nip roll 151 may be formed in plurality, and may be respectively disposed on both surfaces of the lower separator sheet 1211 and the first electrode 1112 . And when the first electrode 1112 is seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211, the first nip roll 151 rotates to apply pressure to the lower separator sheet 1211 and the first electrode 1112. can Accordingly, the adhesion between the lower separator sheet 1211 and the first electrode 1112 may be stronger.
  • the upper separator reel 122 is a reel on which the upper separator sheet 1221 is wound, and the upper separator sheet 1221 is unwound from the upper separator reel 122 .
  • an upper separator sheet 1221 is stacked on the upper surface of the first electrode 1112 .
  • the first laminate 21 may be formed by stacking a plurality of first electrodes 1112 spaced apart in a line in the longitudinal direction of the separator sheets 1211 and 1221 between the separator sheets 1211 and 1221 and stacking them.
  • the second feeding roller 132 moves the first laminate 21 in the first direction (D1).
  • the second conveyor 32 moves the second electrode 1122 in a second direction D2 that is parallel to the first direction D1 in which the first laminate 21 moves. Accordingly, the second electrode 1122 and the first stacked body 21 move in parallel.
  • the first conveyor 31 and the second conveyor 32 respectively move the first electrode 1112 and the second electrode 1122 in the second direction D2 . Accordingly, the first conveyor 31 and the second conveyor 32 may be arranged in a line along the second direction D2. In particular, since the first electrode 1112 is seated on the separator sheet before the second electrode 1122 , the first conveyor 31 may be disposed before the second conveyor 32 . In this way, since the conveyors for transporting and supplying the electrode are arranged parallel to one side of the separator sheet rather than being arranged in a line with the traveling direction, it is possible to reduce the overall volume of the device.
  • the second header 142 adsorbs the second electrode 1122 and transports it from the second conveyor 32 to be seated on the upper surface of the upper separator sheet 1221 .
  • the second laminate 22 in which the lower separator sheet 1211 , the first electrode 1112 , the upper separator sheet 1221 , and the second electrode 1122 are sequentially stacked is formed.
  • the second laminate 22 may be formed by stacking a plurality of second electrodes 1122 on the upper separator sheet 1221 while being spaced apart from each other in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet 1221 . Since the first electrode 1112 and the second electrode 1122 have different sizes, the spacing may be different from each other. However, it is preferable that the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are arranged and arranged so that their centers coincide with each other.
  • the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are moved through a separate header instead of being directly inserted, it is possible to easily check and correct the electrode even if it deviates from its original position.
  • the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be manufactured by coating a slurry of an electrode active material, a conductive material, and a binder on an electrode current collector, then drying and pressing the slurry. According to an embodiment of the present invention, the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be manufactured in a separate electrode manufacturing process. And the first electrode 1112 may move to the first conveyor 31 after being supplied to the first electrode magazine 311 or the first electrode table (not shown) provided on one side of the lower separator sheet 1211 . In addition, after the second electrode 1122 is supplied to the second electrode magazine 321 or the second electrode table (not shown) provided on one side of the first stacked body 21 , it may move to the second conveyor 32 .
  • first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be electrodes 11 having different polarities. That is, if the first electrode 1112 is an anode, the second electrode 1122 may be a cathode, and if the first electrode 1112 is a cathode, the second electrode 1122 may be an anode.
  • the second nip roll 152 may be formed in plurality, and may be respectively disposed on both surfaces of the second laminate 22 .
  • pressure may be applied to the second laminate 22 while rotating. Thereby, the inside of the second laminate 22 can be more strongly adhered.
  • the laminator applies heat and pressure to the second laminate 22 formed by laminating the electrodes 1112 and 1122 and the separator sheets 1211 and 1221 for lamination.
  • Laminating refers to bonding the electrodes 1112 and 1122 and the separator sheets 1211 and 1221 by applying heat and pressure to the laminate 20 .
  • the laminator may include a heating roller 16 that applies heat and pressure to the laminate 20 while rotating, and uniformly heat and pressure on the entire surface of the laminate 20 . It may include a heater (not shown) for applying
  • the unit cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention may be performed as follows.
  • the lower separator sheet 1211 is unwound from the lower separator reel 121 and moves in the first direction D1 ( S101 ).
  • the first electrode 1112 manufactured in a separate electrode manufacturing process is supplied to the first electrode magazine 311 or the first electrode table (not shown) provided on one side of the lower separator sheet 1211 .
  • the first conveyor 31 moves the first electrode 1112 in a second direction D2 parallel to the first direction D1 ( S102 ).
  • the first header 141 adsorbs the first electrode 1112 and transports it from the first conveyor 31 to be seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211 ( S103 ).
  • the upper separator sheet 1221 is unwound from the upper separator reel 122 and moves in the first direction D1 (S104).
  • the first laminate 21 is formed.
  • the second electrode 1122 manufactured in a separate electrode manufacturing process is supplied to the second electrode magazine 321 or the second electrode table (not shown) provided on one side of the first stacked body 21 .
  • the second conveyor 32 moves the second electrode 1122 in a second direction D2 parallel to the first direction D1 ( S105 ).
  • the second header 142 adsorbs the second electrode 1122 and transports it from the second conveyor 32 to seat the second electrode 1122 on the upper surface of the upper separator sheet 1221 ( S106 ).
  • the second laminated body 22 is formed.
  • the unit cell 2 may be manufactured.
  • the magazine 18 is stacked while receiving the unit cells (2) formed by cutting the second stacked body 22 sequentially. That is, when the unit cells 2 are formed, the unit cells 2 are inserted into the magazine 18 one by one and may be sequentially stacked. In this way, the electrode assembly 10 according to an embodiment of the present invention can be manufactured.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the unit cell manufacturing apparatus 1 in detail according to an embodiment of the present invention.
  • the unit cell manufacturing apparatus 1 is disposed between the lower separator sheet 1211 and the first conveyor 31, and the first electrode ( 1112) a first vision sensor 191 for photographing the first electrode 1112 before being seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211;
  • the second electrode 1122 is disposed between the first laminate 21 and the second conveyor 32 , before the second electrode 1122 is seated on the upper surface of the upper separator sheet 1221 .
  • the first to fourth vision sensors 191 , 192 , 193 , and 194 acquire an image by photographing a specific area and receiving an image signal for the specific area.
  • a vision sensor includes an imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS).
  • the first to fourth vision sensors 191 , 192 , 193 , and 194 according to an embodiment of the present invention include the first electrode 1112 and the upper separator sheet ( ) before being seated on the lower separator sheet 1211 , respectively.
  • the apparatus 1 for manufacturing a unit cell uses the images of the first electrode 1112 and the second electrode 1122 , the first electrode 1112 and A control unit (not shown) capable of determining whether the second electrode 1122 is defective may be further included.
  • the controller compares the acquired image with the images of the first electrode 1112 and the second electrode 1122 of good quality stored in advance, and determines the size, shape, and position of the first electrode 1112 and the second electrode 1122. Whether there is a defect or damage can be identified.
  • the first vision sensor 191 photographs the first electrode 1112 before the first electrode 1112 is seated on the upper surface of the lower separator sheet 1211 .
  • the first vision sensor 191 is disposed between the lower separator sheet 1211 and the first conveyor 31 , so that the first electrode 1112 is adsorbed to the first header 141 and transported. have. Accordingly, it is possible to easily determine whether the position of the first electrode 1112 is defective, and if the position is defective, the position of the first electrode 1112 can be corrected before being seated on the lower separator sheet 1211 .
  • the present invention is not limited thereto, and the first electrode 1112 disposed above the lower separator sheet 1211 and seated on the lower separator sheet 1211 may be photographed.
  • the second vision sensor 192 photographs the second electrode 1122 before the second electrode 1122 is seated on the upper surface of the upper separator sheet 1221 .
  • the second vision sensor 192 is disposed between the first stacked body 21 and the second conveyor 32 to capture a state in which the second electrode 1122 is adsorbed to the second header 142 and transported. can As a result, it is possible to easily determine whether the second electrode 1122 has a bad position, and if the position is bad, the position of the second electrode 1122 can be corrected before being seated on the upper separator sheet 1221 .
  • the present invention is not limited thereto, and the second electrode 1122 disposed above the first laminate 21 and seated on the upper separator sheet 1221 may be photographed.
  • the third vision sensor 193 is disposed above the first conveyor 31 , and before the first header 141 adsorbs the first electrode 1112 , the first The electrode 1112 is photographed. As a result, it is possible to easily determine whether the quality and position of the first electrode 1112 are defective, and if it is defective, it can be removed before the first header 141 is adsorbed.
  • the present invention is not limited thereto, and the first electrode 1112 before moving to the first conveyor 31 may be photographed by being disposed above the first electrode magazine 311 .
  • the fourth vision sensor 194 is disposed above the second conveyor 32 , so that the second header 142 is moving to the second conveyor 32 before the second header 142 adsorbs the second electrode 1122 .
  • the electrode 1122 is photographed. Accordingly, it is possible to easily determine whether the quality and position of the second electrode 1122 is defective, and if it is defective, it can be removed before the second header 142 is adsorbed.
  • the present invention is not limited thereto and may be disposed above the second electrode magazine 321 to photograph the second electrode 1122 before moving to the second conveyor 32 .
  • the position of the electrode is checked with the vision sensor, so even if a part of the electrode tab is damaged, folded, or bent, the position of the electrode can be accurately confirmed. It is possible to prevent the occurrence of defects in the cell 2 .
  • the first conveyor 31 is disposed close to the input position of the first electrode 1112
  • the second conveyor 32 is the second electrode ( 1122) is disposed close to the input position.
  • the first header 141 transports the first electrode 1112 in the third direction D3 perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2, and the second header 142
  • the second electrode 1122 is transferred in a fourth direction D4 perpendicular to the first direction D1 and the second direction D2 and parallel to the third direction D3. That is, since both the first header 141 and the second header 142 move vertically in the first direction D1 and the second direction D2, the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are connected to each other. Since it can be moved to an appropriate input position in the shortest distance, unnecessary movement can be reduced and the unit cell 2 can be efficiently manufactured.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1a according to another embodiment of the present invention.
  • the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are manufactured in a separate electrode manufacturing process and then supplied.
  • the first electrode reel 111 is a reel on which the first electrode sheet 1111 is wound, and the first electrode sheet 1111 is unwound from the first electrode reel 111 .
  • the second electrode reel 112 is a reel on which the second electrode sheet 1121 is wound, and the second electrode sheet 1121 is unwound from the second electrode reel 112 .
  • the first electrode sheet 1111 is cut to form a plurality of first electrodes 1112
  • the second electrode sheet 1121 is cut to form a plurality of second electrodes 1122 .
  • the first electrode sheet 1111 is unwound from the first electrode reel 111 , and the first cutter 171 cuts the first electrode sheet 1111 .
  • the first electrode 1112 is formed by cutting.
  • the first electrode 1112 is seated on the first conveyor 31 , and the third vision sensor 193 disposed above the first conveyor 31 captures the first electrode 1112 .
  • the second electrode sheet 1121 is unwound from the second electrode reel 112 , and the second cutter 172 cuts the second electrode sheet 1121 to form the second electrode 1122 .
  • the second electrode 1122 is seated on the second conveyor 32 , and the fourth vision sensor 194 disposed above the second conveyor 32 photographs the second electrode 1122 . Accordingly, before the header adsorbs the electrode, it is possible to easily determine whether the size, shape, and location of the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are defective or damaged.
  • unit cell manufacturing device 2 unit cell

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 하부 분리막 시트를 제1 방향으로 이동시키는 제1 피딩 롤러; 제1 전극을 상기 제1 방향과 평행한 제2 방향으로 이동시키는 제1 컨베이어; 제1 전극을 제1 컨베이어로부터 이송하여, 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제1 헤더; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 하부 분리막 시트, 제1 전극 및 상부 분리막 시트가 순서대로 적층된 제1 적층체를 제1 방향으로 이동시키는 제2 피딩 롤러; 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 컨베이어; 제2 전극을 상기 제2 컨베이어로부터 이송하여, 상부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제2 헤더; 및 하부 분리막 시트, 제1 전극, 상부 분리막 시트 및 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 포함한다.

Description

단위 셀 제조 장치 및 방법
관련 출원과의 상호인용
본 출원은 2020년 7월 20일자 한국특허출원 제10-2020-0089911호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 용이하게 확인하고 이를 보정할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
전극 조립체는 다양한 종류로 분류된다. 예를 들어, 단위 셀을 제조하지 않고 단순히 양극, 분리막, 음극들을 교차하여 계속 적층하는 단순 스택형(Simple Stack Type), 양극, 분리막, 음극들을 이용하여 단위 셀을 먼저 제조한 후 이러한 단위 셀들을 적층하는 라미네이션 앤 스택형(L&S, Lamination & Stack Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 이격시켜 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 동일한 방향으로 반복적으로 폴딩해 나가는 스택 앤 폴딩형(S&F, Stack & Folding Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면과 타면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 각각 교번하여 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 특정 방향으로 폴딩한 후 반대 방향으로 폴딩하는 방식을 번갈아가며 반복하는 Z-폴딩형(Z-Folding Type) 등이 있다.
이 중에서 라미네이션 앤 스택형, 스택 앤 폴딩형 또는 Z-폴딩형 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 먼저 단위 셀을 제조할 수 있다. 일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층된다. 경우에 따라 최하단에 하부 전극이 더 적층될 수도 있다. 그리고 전극과 분리막이 적층된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행된다. 이러한 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 전극과 분리막 사이가 접착되어 단위 셀이 견고하게 형성될 수 있다.
그런데, 종래에는 복수의 분리막 시트와 전극 시트가 모두 하나의 라인에서 각각 모두 동일한 방향을 향해 이동하였다. 그리고 커터를 이용하여 전극 시트를 일정 간격으로 절단하여 전극을 제조하면, 전극을 곧바로 분리막 시트에 안착하였다. 따라서, 전극 시트를 절단한 후 전극의 정위치 이탈 여부를 확인하기가 용이하지 않았고, 만약 전극이 정위치에서 이탈하더라도 이를 보정하는 것도 용이하지 않았다.
또한, 두 분리막 시트의 사이에 적층된 중앙 전극의 위치를 센서로 인식한 후에 나머지 전극의 투입 타이밍을 결정하였다. 그런데 중앙 전극이 두 분리막 시트의 사이에 적층되어 은폐되므로, 중앙 전극의 위치를 인식하기 위해서는 분리막의 일측으로 돌출된 중앙 전극의 전극 탭의 위치를 센서로 인식하였다. 이 때, 전극 탭의 일부가 파손되거나 접히거나 구부러진 경우에는, 센서가 중앙 전극의 위치를 정확하게 인식하지 못하여 단위 셀의 불량이 발생하는 문제도 있었다. 나아가, 이러한 전극을 연속으로 투입한다면, 단위 셀의 불량도 연속으로 발생하는 문제도 있었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 일본공개공보 제2019-139961호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 용이하게 확인하고 이를 보정할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 상기 하부 분리막 시트를 제1 방향으로 이동시키는 제1 피딩 롤러; 제1 전극을 상기 제1 방향과 평행한 제2 방향으로 이동시키는 제1 컨베이어; 상기 제1 전극을 상기 제1 컨베이어로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제1 헤더; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층된 제1 적층체를 상기 제1 방향으로 이동시키는 제2 피딩 롤러; 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 컨베이어; 상기 제2 전극을 상기 제2 컨베이어로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제2 헤더; 및 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 포함한다.
또한, 상기 하부 분리막 시트와 상기 제1 컨베이어의 사이에 배치되어, 상기 제1 전극이 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 적층체와 상기 제2 컨베이어의 사이에 배치되어, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 컨베이어의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 컨베이어의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제4 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 헤더는, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 상기 제1 전극을 이송하고, 상기 제2 헤더는, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직하고 상기 제3 방향과 평행한 제4 방향으로 상기 제2 전극을 이송할 수 있다.
또한, 상기 하부 분리막 시트의 상면에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극에 압력을 인가하는 제1 닙 롤을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함할 수 있다.
또한, 복수의 상기 단위 셀을 순차적으로 수용하면서 적층시키는 매거진을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어는, 상기 제2 방향을 따라 일렬로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴; 및 상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 시트가 하부 분리막 릴로부터 권출되어 제1 방향으로 이동하는 단계; 제1 컨베이어가 제1 전극을 상기 제1 방향과 평행한 제2 방향으로 이동시키는 단계; 제1 헤더가 상기 제1 전극을 상기 제1 컨베이어로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계; 상부 분리막 시트가 상부 분리막 릴로부터 권출되어 상기 제1 방향으로 이동하는 단계; 상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극의 상면에 상기 상부 분리막 시트가 적층되어 제1 적층체를 형성하는 단계; 제2 컨베이어가 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계; 제2 헤더가 상기 제2 전극을 상기 제2 컨베이어로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시켜 제2 적층체를 형성하는 단계; 및 커터가 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 제조하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제1 전극을 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계에 있어서, 상기 하부 분리막 시트와 상기 제1 컨베이어의 사이에 배치된 제1 비전 센서가, 상기 제1 전극이 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에, 상기 제1 전극을 촬영한다.
또한, 상기 제2 전극을 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계에 있어서, 상기 제1 적층체와 상기 제2 컨베이어의 사이에 배치된 제2 비전 센서가, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극을 촬영할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계에 있어서, 상기 제1 컨베이어의 상방에 배치된 제3 비전 센서가, 상기 제1 전극을 촬영할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계에 있어서, 상기 제2 컨베이어의 상방에 배치된 제4 비전 센서가, 상기 제2 전극을 촬영할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
전극을 별도의 헤더로 이동시키므로, 전극이 정위치에서 이탈하더라도 이를 용이하게 보정할 수 있다.
또한, 전극 탭을 통해 전극의 위치를 간접적으로 확인하는 것이 아니라 비전 센서로 전극 자체의 위치를 직접 확인하므로, 전극의 정위치 이탈 여부를 용이하게 확인할 수 있고 단위 셀의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 컨베이어가 제1 전극의 투입 위치에 근접하게 배치되고, 제2 컨베이어가 제2 전극의 투입 위치에 근접하게 배치되므로, 제1 전극 및 제2 전극을 적절한 투입 위치에 최단 거리로 이동시킬 수 있어 불필요한 이동을 감소시키고 효율적으로 단위 셀을 제조할 수 있다.
또한, 전극을 이송시켜 공급하는 컨베이어들이 분리막 시트의 일측에 평행하게 배치되므로, 장치 전체의 부피도 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)의 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극을 별도의 헤더로 이동시키므로, 전극이 정위치에서 이탈하더라도 이를 용이하게 보정할 수 있다. 또한, 전극 탭을 통해 전극의 위치를 간접적으로 확인하는 것이 아니라 비전 센서로 전극 자체의 위치를 직접 확인하므로, 전극의 정위치 이탈 여부를 용이하게 확인할 수 있고 단위 셀(2)의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 컨베이어(31)가 제1 전극(1112)의 투입 위치에 근접하게 배치되고, 제2 컨베이어(32)가 제2 전극(1122)의 투입 위치에 근접하게 배치되므로, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)을 적절한 투입 위치에 최단 거리로 이동시킬 수 있어 불필요한 이동을 감소시키고 효율적으로 단위 셀(2)을 제조할 수 있다. 또한, 전극을 이송시켜 공급하는 컨베이어들이 분리막 시트의 일측에 평행하게 배치되므로, 장치 전체의 부피도 감소시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 시트(1211)가 하부 분리막 릴(121)로부터 권출되어 제1 방향(D1)으로 이동하는 단계; 제1 컨베이어(31)가 제1 전극(1112)을 상기 제1 방향(D1)과 평행한 제2 방향(D2)으로 이동시키는 단계; 제1 헤더(141)가 상기 제1 전극(1112)을 상기 제1 컨베이어(31)로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착시키는 단계; 상부 분리막 시트(1221)가 상부 분리막 릴(122)로부터 권출되어 상기 제1 방향(D1)으로 이동하는 단계; 상기 하부 분리막 시트(1211) 및 상기 제1 전극(1112)의 상면에 상기 상부 분리막 시트(1221)가 적층되어 제1 적층체(21)를 형성하는 단계; 제2 컨베이어(32)가 제2 전극(1122)을 상기 제2 방향(D2)으로 이동시키는 단계; 제2 헤더(142)가 상기 제2 전극(1122)을 상기 제2 컨베이어(32)로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착시켜 제2 적층체(22)를 형성하는 단계; 및 커터(17)가 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀(2)을 제조하는 단계를 포함한다.
이하, 도 1의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 2 및 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1211)가 권출되는 하부 분리막 릴(121); 상기 하부 분리막 시트(1211)를 제1 방향(D1)으로 이동시키는 제1 피딩 롤러(131); 제1 전극(1112)을 상기 제1 방향(D1)과 평행한 제2 방향(D2)으로 이동시키는 제1 컨베이어(31); 상기 제1 전극(1112)을 상기 제1 컨베이어(31)로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착시키는 제1 헤더(141); 상부 분리막 시트(1221)가 권출되는 상부 분리막 릴(122); 상기 하부 분리막 시트(1211), 상기 제1 전극(1112) 및 상기 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)를 상기 제1 방향(D1)으로 이동시키는 제2 피딩 롤러(132); 제2 전극(1122)을 상기 제2 방향(D2)으로 이동시키는 제2 컨베이어(32); 상기 제2 전극(1122)을 상기 제2 컨베이어(32)로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착시키는 제2 헤더(142); 및 상기 하부 분리막 시트(1211), 상기 제1 전극(1112), 상기 상부 분리막 시트(1221) 및 상기 제2 전극(1122)이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단하는 커터(17)를 포함한다.
하부 분리막 릴(121)은 하부 분리막 시트(1211)가 권취된 릴이며, 하부 분리막 시트(1211)가 상기 하부 분리막 릴(121)로부터 권출된다. 그리고 제1 피딩 롤러(131)가 하부 분리막 시트(1211)를 제1 방향(D1)으로 이동시킨다. 한편, 하부 분리막 시트(1211)가 이동하는 제1 방향(D1)과 평행한 방향인 제2 방향(D2)으로, 제1 컨베이어(31)가 제1 전극(1112)을 이동시킨다. 따라서, 제1 전극(1112)과 하부 분리막 시트(1211)는 평행하게 이동한다.
그 후에, 제1 헤더(141)는 이러한 제1 전극(1112)을 흡착하고 제1 컨베이어(31)로부터 이송하여, 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착시킨다. 이러한 과정을 반복하여, 하부 분리막 시트(1211)에 복수의 제1 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1211)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층될 수 있다.
제1 닙 롤(151)은 복수로 형성되어, 하부 분리막 시트(1211) 및 제1 전극(1112)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 제1 전극(1112)이 안착하면, 제1 닙 롤(151)이 회전하면서 상기 하부 분리막 시트(1211) 및 상기 제1 전극(1112)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211)와 제1 전극(1112)의 사이가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
한편, 상부 분리막 릴(122)은 상부 분리막 시트(1221)가 권취된 릴이며, 상부 분리막 시트(1221)가 상기 상부 분리막 릴(122)로부터 권출된다. 그리고 상부 분리막 시트(1221)가 상기 제1 전극(1112)의 상면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)가 형성된다. 이러한 제1 적층체(21)는 분리막 시트(1211, 1221)의 사이에 복수의 제1 전극(1112)이 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다. 그리고 제2 피딩 롤러(132)가 제1 적층체(21)를 제1 방향(D1)으로 이동시킨다. 한편, 제1 적층체(21)가 이동하는 제1 방향(D1)과 평행한 방향인 제2 방향(D2)으로, 제2 컨베이어(32)가 제2 전극(1122)을 이동시킨다. 따라서, 제2 전극(1122)과 제1 적층체(21)는 평행하게 이동한다.
제1 컨베이어(31)와 제2 컨베이어(32)는 각각 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)을, 모두 제2 방향(D2)으로 이동시킨다. 따라서, 제1 컨베이어(31)와 제2 컨베이어(32)는 상기 제2 방향(D2)을 따라 일렬로 배치될 수 있다. 특히, 제1 전극(1112)이 제2 전극(1122)보다 분리막 시트에 먼저 안착되므로, 제1 컨베이어(31)가 제2 컨베이어(32)보다 먼저 배치될 수 있다. 이와 같이, 전극을 이송시켜 공급하는 컨베이어들이 분리막 시트의 일측에, 진행 방향과 일렬로 배치되는 것이 아니라 평행하게 배치되므로, 장치 전체의 부피도 감소시킬 수 있다.
그 후에, 제2 헤더(142)는 이러한 제2 전극(1122)을 흡착하고 제2 컨베이어(32)로부터 이송하여, 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착시킨다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112), 상부 분리막 시트(1221) 및 제2 전극(1122)이 순서대로 적층된 제2 적층체(22)가 형성된다. 이러한 제2 적층체(22)는 상부 분리막 시트(1221)에 복수의 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다. 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 서로 크기가 다르므로 이격되는 간격이 상이할 수 있다. 다만, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)들은 모두 중심이 일치하도록 정렬되며 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)을 곧바로 투입하는 것이 아니라 별도의 헤더를 통해 이동시키므로, 전극이 정위치에서 이탈하더라도 이를 용이하게 확인하고 보정할 수 있다.
제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 전극 제조 공정에서 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 제조될 수 있다. 그리고 제1 전극(1112)은 하부 분리막 시트(1211)의 일측에 마련된 제1 전극 매거진(311) 또는 제1 전극 테이블(미도시)로 공급된 후에 제1 컨베이어(31)로 이동할 수 있다. 또한 제2 전극(1122)도 제1 적층체(21)의 일측에 마련된 제2 전극 매거진(321) 또는 제2 전극 테이블(미도시)로 공급된 후에 제2 컨베이어(32)로 이동할 수 있다. 여기서, 제1 전극(1112)과 제2 전극(1122)은 서로 다른 극성을 가지는 전극(11)일 수 있다. 즉, 제1 전극(1112)이 양극이라면 제2 전극(1122)은 음극이고, 제1 전극(1112)이 음극이라면 제2 전극(1122)은 양극일 수 있다.
제2 닙 롤(152)은 복수로 형성되어, 제2 적층체(22)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 회전하면서 상기 제2 적층체(22)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 제2 적층체(22)의 내부가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
라미네이터는 전극(1112, 1122) 및 분리막 시트(1211, 1221)가 적층되어 형성된 제2 적층체(22)에 열 및 압력을 인가하여 라미네이팅한다. 라미네이팅이란, 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하여 전극(1112, 1122)과 분리막 시트(1211, 1221)를 접착시키는 것을 지칭한다. 라미네이터는 도 2에 도시된 바와 같이, 회전하면서 상기 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하는 히팅 롤러(16)를 포함할 수 있고, 상기 적층체(20)의 전면에 균일하게 열 및 압력을 인가하는 히터(미도시)를 포함할 수도 있다.
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 하부 분리막 시트(1211)가 하부 분리막 릴(121)로부터 권출되어 제1 방향(D1)으로 이동한다(S101). 그리고 별도의 전극 제조 공정에서 제조된 제1 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1211)의 일측에 마련된 제1 전극 매거진(311) 또는 제1 전극 테이블(미도시)로 공급된다. 그 후에, 제1 컨베이어(31)가 제1 전극(1112)을 상기 제1 방향(D1)과 평행한 제2 방향(D2)으로 이동시킨다(S102). 그러면 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착하고 제1 컨베이어(31)로부터 이송하여, 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착시킨다(S103).
한편, 상부 분리막 시트(1221)가 상부 분리막 릴(122)로부터 권출되어 상기 제1 방향(D1)으로 이동한다(S104). 이러한 상부 분리막 시트(1221)가 상기 제1 전극(1112)의 상면에 적층됨으로써, 제1 적층체(21)가 형성된다. 그리고 별도의 전극 제조 공정에서 제조된 제2 전극(1122)이 제1 적층체(21)의 일측에 마련된 제2 전극 매거진(321) 또는 제2 전극 테이블(미도시)으로 공급된다. 그 후에, 제2 컨베이어(32)가 제2 전극(1122)을 상기 제1 방향(D1)과 평행한 제2 방향(D2)으로 이동시킨다(S105). 그러면, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착하고 제2 컨베이어(32)로부터 이송하여, 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 제2 전극(1122)을 안착시킨다(S106). 그럼으로써, 제2 적층체(22)가 형성된다. 그리고, 커터(17)가 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
한편, 매거진(18)은 제2 적층체(22)가 절단되어 형성된 단위 셀(2)들을, 순차적으로 수용하면서 적층시킨다. 즉, 상기 단위 셀(2)이 형성되면, 단위 셀(2)이 매거진(18)에 하나씩 삽입되며 순차적으로 적층될 수 있다. 그럼으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(10)가 제조될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부 분리막 시트(1211)와 상기 제1 컨베이어(31)의 사이에 배치되어, 상기 제1 전극(1112)이 상기 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착하기 전에 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제1 비전 센서(191); 상기 제1 적층체(21)와 상기 제2 컨베이어(32)의 사이에 배치되어, 상기 제2 전극(1122)이 상기 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착하기 전에 상기 제2 전극(1122)을 촬영하는 제2 비전 센서(192); 상기 제1 컨베이어(31)의 상방에 배치되어 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제3 비전 센서(193); 및 상기 제2 컨베이어(32)의 상방에 배치되어 상기 제2 전극(1122)을 촬영하는 제4 비전 센서(194)를 더 포함한다.
제1 내지 제4 비전 센서(191, 192, 193, 194)는 특정 영역을 촬영하여 특정 영역에 대한 이미지 신호를 수신함으로써 영상을 획득한다. 이를 위해 일반적으로 비전 센서에는, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary　Metal-Oxide Semiconductor) 등의 촬상 소자가 포함된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 제4 비전 센서(191, 192, 193, 194)는, 각각 하부 분리막 시트(1211)에 안착하기 전의 제1 전극(1112), 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착하기 전의 제2 전극(1122), 제1 컨베이어(31)로 이동하는 제1 전극(1112) 및 제2 컨베이어(32)로 이동하는 제2 전극(1122)을 촬영하여, 영상을 획득할 수 있다.
한편 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 이러한 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 통해, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 불량 여부를 판단할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 제어부는 상기 획득한 영상과 미리 저장된 양품의 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 비교하여, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 파악할 수 있다.
제1 비전 센서(191)는 제1 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1211)의 상면에 안착하기 전에, 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제1 비전 센서(191)는 하부 분리막 시트(1211)와 제1 컨베이어(31)의 사이에 배치되어, 제1 전극(1112)이 제1 헤더(141)에 흡착되어 이송되는 모습을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제1 전극(1112)의 위치 불량 여부를 용이하게 파악하고, 만약 위치 불량인 경우에는 하부 분리막 시트(1211)에 안착되기 전에 제1 전극(1112)의 위치를 보정할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 하부 분리막 시트(1211)에 안착된 제1 전극(1112)을 촬영할 수도 있다.
제2 비전 센서(192)는 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 상면에 안착하기 전에, 제2 전극(1122)을 촬영한다. 이러한 제2 비전 센서(192)는 제1 적층체(21)와 제2 컨베이어(32)의 사이에 배치되어, 제2 전극(1122)이 제2 헤더(142)에 흡착되어 이송되는 모습을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)의 위치 불량 여부를 용이하게 파악하고, 만약 위치 불량인 경우에는 상부 분리막 시트(1221)에 안착되기 전에 제2 전극(1122)의 위치를 보정할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 적층체(21)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)에 안착된 제2 전극(1122)을 촬영할 수도 있다.
제3 비전 센서(193)는 제1 컨베이어(31)의 상방에 배치되어, 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착하기 전에, 제1 컨베이어(31)로 이동하고 있는 제1 전극(1112)을 촬영한다. 그럼으로써, 제1 전극(1112)의 품질 및 위치 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 제1 헤더(141)가 흡착하기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제1 전극 매거진(311)의 상방에 배치되어, 제1 컨베이어(31)로 이동하기 전의 제1 전극(1112)을 촬영할 수도 있다.
제4 비전 센서(194)는 제2 컨베이어(32)의 상방에 배치되어, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착하기 전에, 제2 컨베이어(32)로 이동하고 있는 제2 전극(1122)을 촬영한다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)의 품질 및 위치 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 제2 헤더(142)가 흡착하기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 제2 전극 매거진(321)의 상방에 배치되어, 제2 컨베이어(32)로 이동하기 전의 제2 전극(1122)을 촬영할 수도 있다.
이와 같이, 전극 탭을 통해 전극의 위치를 간접적으로 확인하는 것이 아니라 비전 센서로 전극 자체의 위치를 직접 확인하므로, 전극 탭의 일부가 파손되거나 접히거나 구부러지더라도 전극의 위치를 정확하게 확인할 수 있어 단위 셀(2)의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 컨베이어(31)가 제1 전극(1112)의 투입 위치에 근접하게 배치되고, 제2 컨베이어(32)가 제2 전극(1122)의 투입 위치에 근접하게 배치된다. 따라서, 제1 헤더(141)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 수직한 제3 방향(D3)으로 제1 전극(1112)을 이송하고, 제2 헤더(142)는 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 수직하고 상기 제3 방향(D3)과 평행한 제4 방향(D4)으로 상기 제2 전극(1122)을 이송한다. 즉, 제1 헤더(141) 및 제2 헤더(142)는 모두 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)과 수직으로 이동하므로, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)을 적절한 투입 위치에 최단 거리로 이동시킬 수 있어 불필요한 이동을 감소시키고 효율적으로 단위 셀(2)을 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 별도의 전극 제조 공정에서 제조된 후 공급된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)는 상기 제1 전극(1112)이 형성되는 제1 전극 시트(1111)가 권출되는 제1 전극 릴(111) 및 상기 제2 전극(1122)이 형성되는 제2 전극 시트(1121)가 권출되는 제2 전극 릴(112)을 더 포함한다. 즉, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 단위 셀 제조 장치(1a)에서 제1 전극 시트(1111) 및 제2 전극 시트(1121)를 절단함으로써 곧바로 제조될 수 있다.
제1 전극 릴(111)은 제1 전극 시트(1111)가 권취된 릴이며, 제1 전극 시트(1111)가 상기 제1 전극 릴(111)로부터 권출된다. 그리고, 제2 전극 릴(112)은 제2 전극 시트(1121)가 권취된 릴이며, 제2 전극 시트(1121)가 상기 제2 전극 릴(112)로부터 권출된다. 이러한 제1 전극 시트(1111)가 절단되어 복수의 제1 전극(1112)이 형성되고, 제2 전극 시트(1121)가 절단되어 복수의 제2 전극(1122)이 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극 시트(1111)가 제1 전극 릴(111)로부터 권출되고, 제1 커터(171)가 제1 전극 시트(1111)를 절단하여 제1 전극(1112)이 형성된다. 그러면, 제1 전극(1112)이 제1 컨베이어(31)에 안착하고, 제1 컨베이어(31)의 상방에 배치된 제3 비전 센서(193)가 제1 전극(1112)을 촬영한다. 그리고 제2 전극 시트(1121)가 제2 전극 릴(112)로부터 권출되고, 제2 커터(172)가 제2 전극 시트(1121)를 절단하여 제2 전극(1122)이 형성된다. 그러면, 제2 전극(1122)이 제2 컨베이어(32)에 안착하고, 제2 컨베이어(32)의 상방에 배치된 제4 비전 센서(194)가 제2 전극(1122)을 촬영한다. 따라서, 헤더가 전극을 흡착하기 전에, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 용이하게 파악할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
1: 단위 셀 제조 장치 2: 단위 셀
16: 히팅 롤러 17: 커터
18: 매거진 21: 제1 적층체
22: 제2 적층체 31: 제1 컨베이어
32: 제2 컨베이어 111: 제1 전극 릴
112: 제2 전극 릴 1111: 제1 전극 시트
1121: 제2 전극 시트 1112: 제1 전극
1122: 제2 전극 121: 하부 분리막 릴
122: 상부 분리막 릴 1211: 하부 분리막 시트
1221: 상부 분리막 시트 131: 제1 피딩 롤러
132: 제2 피딩 롤러 141: 제1 헤더
142: 제2 헤더 151: 제1 닙 롤
152: 제2 닙 롤 171: 제1 커터
172: 제2 커터 191: 제1 비전 센서
192: 제2 비전 센서 193: 제3 비전 센서
194: 제4 비전 센서 311: 제1 전극 매거진
321: 제2 전극 매거진

Claims (16)

  1. 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴;
    상기 하부 분리막 시트를 제1 방향으로 이동시키는 제1 피딩 롤러;
    제1 전극을 상기 제1 방향과 평행한 제2 방향으로 이동시키는 제1 컨베이어;
    상기 제1 전극을 상기 제1 컨베이어로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제1 헤더;
    상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴;
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층된 제1 적층체를 상기 제1 방향으로 이동시키는 제2 피딩 롤러;
    제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 컨베이어;
    상기 제2 전극을 상기 제2 컨베이어로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 제2 헤더; 및
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 분리막 시트와 상기 제1 컨베이어의 사이에 배치되어, 상기 제1 전극이 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 적층체와 상기 제2 컨베이어의 사이에 배치되어, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컨베이어의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 컨베이어의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제4 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 헤더는,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향으로 상기 제1 전극을 이송하고,
    상기 제2 헤더는,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직하고 상기 제3 방향과 평행한 제4 방향으로 상기 제2 전극을 이송하는 단위 셀 제조 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 분리막 시트의 상면에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극에 압력을 인가하는 제1 닙 롤을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 단위 셀을 순차적으로 수용하면서 적층시키는 매거진을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 컨베이어 및 상기 제2 컨베이어는,
    상기 제2 방향을 따라 일렬로 배치되는 단위 셀 제조 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴; 및
    상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  12. 하부 분리막 시트가 하부 분리막 릴로부터 권출되어 제1 방향으로 이동하는 단계;
    제1 컨베이어가 제1 전극을 상기 제1 방향과 평행한 제2 방향으로 이동시키는 단계;
    제1 헤더가 상기 제1 전극을 상기 제1 컨베이어로부터 이송하여, 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계;
    상부 분리막 시트가 상부 분리막 릴로부터 권출되어 상기 제1 방향으로 이동하는 단계;
    상기 하부 분리막 시트 및 상기 제1 전극의 상면에 상기 상부 분리막 시트가 적층되어 제1 적층체를 형성하는 단계;
    제2 컨베이어가 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계;
    제2 헤더가 상기 제2 전극을 상기 제2 컨베이어로부터 이송하여, 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시켜 제2 적층체를 형성하는 단계; 및
    커터가 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 제조하는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극을 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계에 있어서,
    상기 하부 분리막 시트와 상기 제1 컨베이어의 사이에 배치된 제1 비전 센서가, 상기 제1 전극이 상기 하부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에, 상기 제1 전극을 촬영하는 단위 셀 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 전극을 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착시키는 단계에 있어서,
    상기 제1 적층체와 상기 제2 컨베이어의 사이에 배치된 제2 비전 센서가, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 상면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극을 촬영하는 단위 셀 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계에 있어서,
    상기 제1 컨베이어의 상방에 배치된 제3 비전 센서가, 상기 제1 전극을 촬영하는 단위 셀 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2 전극을 상기 제2 방향으로 이동시키는 단계에 있어서,
    상기 제2 컨베이어의 상방에 배치된 제4 비전 센서가, 상기 제2 전극을 촬영하는 단위 셀 제조 방법.
PCT/KR2021/009293 2020-07-20 2021-07-20 단위 셀 제조 장치 및 방법 WO2022019599A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/918,485 US20230148346A1 (en) 2020-07-20 2021-07-20 Apparatus and Method for Manufacturing Unit Cells
CN202180028131.9A CN115461901A (zh) 2020-07-20 2021-07-20 制造单元电池的设备和方法
EP21847268.6A EP4120410A4 (en) 2020-07-20 2021-07-20 APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING UNIT CELLS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0089911 2020-07-20
KR1020200089911A KR20220011029A (ko) 2020-07-20 2020-07-20 단위 셀 제조 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022019599A1 true WO2022019599A1 (ko) 2022-01-27

Family

ID=79729297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/009293 WO2022019599A1 (ko) 2020-07-20 2021-07-20 단위 셀 제조 장치 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230148346A1 (ko)
EP (1) EP4120410A4 (ko)
KR (1) KR20220011029A (ko)
CN (1) CN115461901A (ko)
WO (1) WO2022019599A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023184674A1 (zh) * 2022-04-02 2023-10-05 温在东 叠片电芯高速叠片机及叠片方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023158218A1 (ko) * 2022-02-16 2023-08-24 주식회사 엘지에너지솔루션 단위셀 검사장치
KR102576790B1 (ko) * 2023-03-15 2023-09-11 (주)제이에이치엠텍 2차 전지 제조 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287415B1 (ko) * 2010-12-21 2013-07-19 (주)열린기술 소형 폴리머 이차전지의 전극조립체 제조장치
KR20160094182A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조 장치
JP2019139961A (ja) 2018-02-09 2019-08-22 株式会社村田製作所 積層電極体の製造装置
KR102101831B1 (ko) * 2019-09-30 2020-04-17 이소라 라미네이팅으로 단위셀을 제작하는 제작 공정과 그 단위셀로 전극조립체를 형성하는 제작 공정이 간소화 되는 이차 전지 제조 시스템
KR20200058956A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 주식회사 엘지화학 단위 셀 제조 장치 및 방법
KR20200084254A (ko) * 2019-01-02 2020-07-10 주식회사 엘지화학 단위 셀 제조 장치 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021118105A1 (ko) * 2019-12-10 2021-06-17 주식회사 엘지에너지솔루션 단위셀 및 그의 제조방법과 제조장치
KR20210119787A (ko) * 2020-03-25 2021-10-06 주식회사 엘지에너지솔루션 단위 셀 제조 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101287415B1 (ko) * 2010-12-21 2013-07-19 (주)열린기술 소형 폴리머 이차전지의 전극조립체 제조장치
KR20160094182A (ko) * 2015-01-30 2016-08-09 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제조 장치
JP2019139961A (ja) 2018-02-09 2019-08-22 株式会社村田製作所 積層電極体の製造装置
KR20200058956A (ko) * 2018-11-20 2020-05-28 주식회사 엘지화학 단위 셀 제조 장치 및 방법
KR20200084254A (ko) * 2019-01-02 2020-07-10 주식회사 엘지화학 단위 셀 제조 장치 및 방법
KR102101831B1 (ko) * 2019-09-30 2020-04-17 이소라 라미네이팅으로 단위셀을 제작하는 제작 공정과 그 단위셀로 전극조립체를 형성하는 제작 공정이 간소화 되는 이차 전지 제조 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023184674A1 (zh) * 2022-04-02 2023-10-05 温在东 叠片电芯高速叠片机及叠片方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4120410A1 (en) 2023-01-18
EP4120410A4 (en) 2023-09-20
US20230148346A1 (en) 2023-05-11
CN115461901A (zh) 2022-12-09
KR20220011029A (ko) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022019599A1 (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
WO2021194284A1 (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
WO2015046793A1 (ko) 전극조립체의 제조방법
WO2014073751A1 (ko) 단차가 형성된 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 포함하는 이차전지, 전지팩 및 디바이스, 상기 전극 조립체 제조방법
WO2013176498A1 (ko) 전극조립체의 제조방법 및 이에 제조되는 전극조립체를 포함하는 전기화학소자
WO2013176500A1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
WO2018097606A1 (ko) 전극조립체 제조 장치 및 그 전극조립체 제조 장치에 의한 전극조립체 제조 방법
WO2014042424A1 (ko) 2차 전지 내부 셀 스택 방법 및 이를 이용하여 제조되는 셀 스택
WO2015046703A1 (ko) 테이프를 이용한 전극조립체의 고정방법
WO2015046894A1 (ko) 전극조립체의 제조방법
WO2021194285A1 (ko) 셀 제조 장치 및 방법
WO2016056764A1 (ko) 양 방향으로 권취되어 있는 전극조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
WO2014003485A1 (ko) 전극조립체, 전극조립체의 제조공정 및 전극조립체를 포함하는 전기화학소자
WO2020130184A1 (ko) 이차전지의 셀 스택 제조장치
WO2019132137A1 (ko) 이차전지의 제조시스템 및 제조방법
WO2019146947A1 (ko) 전극 조립체 제조방법 및 이차전지 제조방법
WO2021101058A1 (ko) 전극조립체 제조장치 및 방법
WO2020231054A1 (ko) 전극 조립체 및 이의 검사 방법
WO2021054603A1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지
WO2020231149A1 (ko) 전극 조립체 제조장치와, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지
WO2021096068A1 (ko) 이차 전지 제조용 전극 자동공급 장치 및 이를 이용한 전극 자동공급 방법
WO2010062037A2 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지
WO2022177123A1 (ko) 전극 탭의 불량 검출 시스템 및 이를 이용한 전극 탭의 불량 검출 방법
KR20220006359A (ko) 전극 조립체 제조 장치 및 방법
WO2024053977A1 (ko) 전극 조립체 제조 장치 및 이를 사용한 제조 방법

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: 21847268

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021847268

Country of ref document: EP

Effective date: 20221013

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE