WO2024196024A1 - 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법 - Google Patents

레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법 Download PDF

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김원섭
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정선용
김태수
김준완
박동혁
이서준
김길우
이병희
송원규
이헌승
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    • 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 a foreign matter collecting device and a collecting method for collecting foreign matters generated during an electrode tab forming process using a laser.
  • Secondary batteries that can be recharged and discharged are closely used in everyday life, such as mobile devices, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
  • These secondary batteries are arranged in a number of battery cells in small devices to meet the needs of users, but in automobiles and the like, battery modules that electrically connect a number of battery cells or battery packs equipped with a number of such battery modules are used.
  • lithium secondary batteries are classified into cylindrical or square secondary batteries in which the electrode assembly is built into a cylindrical or square metal can, depending on the shape of the battery case, and pouch-type secondary batteries in which the electrode assembly is built into a pouch-type case made of aluminum laminate sheet.
  • the electrode assembly is formed by laminating the positive and negative electrodes so that a separator is interposed between them, and the positive and negative electrodes are manufactured through a process of forming electrode tabs on the positive and negative electrode sheets, respectively, and a process of cutting them into unit electrodes.
  • a laser is irradiated to remove the remaining portion of the electrode sheet except for the electrode tab.
  • foreign matter flying during laser notching must be captured and removed reliably because if it adheres to the electrode, it can lead to a defect.
  • Fig. 1 is a drawing showing the removal of foreign matter during laser notching according to the prior art.
  • a suction unit (30) is connected to the inside of the main body (10) and a blowing unit (40) composed of a plurality of air knives (41) is provided, when the blowing unit (40) blows air and foreign matter in a direction horizontal to the width direction of the electrode sheet (1) being transported, the blown air and foreign matter are sucked into the suction unit (30) that is connected to a position facing the blowing unit (40) and removed.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 2015-0062847 (June 8, 2015)
  • the present invention aims to provide a foreign matter collecting device having a structure capable of reliably collecting foreign matter generated during an electrode notching process using a laser.
  • the present invention aims to provide a foreign matter capturing method capable of reliably capturing foreign matter generated during an electrode notching process using a laser.
  • the foreign matter collecting device generated during laser notching is characterized by including: a foreign matter collecting unit (100) positioned so that an open side faces the notched portion of the electrode (E) to collect foreign matters generated when an electrode (E) is supplied so as to be in close contact with the outer surface of a cylindrical rotating drum (RD), and a laser beam is irradiated onto the electrode (E) to notch an edge portion of the electrode (E); a foreign matter transport unit (200) positioned below the foreign matter collecting unit (100) to transport the captured foreign matters; a blowing unit (300) positioned above the foreign matter collecting unit (100) to spray air downward; and a scrap guide unit (400) for guiding scrap (S) generated by notching downwardly outside the foreign matter collecting unit (100).
  • a foreign matter collecting unit (100) positioned so that an open side faces the notched portion of the electrode (E) to collect foreign matters generated when an electrode (E) is supplied so as to be in close contact with the outer surface of a cylindrical rotating drum (RD), and a laser beam
  • the foreign matter capturing portion (100) includes a first surface (110) and a second surface (120) which are positioned vertically and spaced apart from each other by a predetermined interval; a third surface (130) positioned along one edge of the vertical direction of the first surface (110) and the second surface (120); and a fourth surface (140) positioned along the upper edge of the first surface (110) and the second surface (120).
  • the third surface (130) is provided with a second viewing window (131) through which a laser beam passes, and the fourth surface (140) is provided with a first through-hole (141) and a second cutout (142) for guiding the air downward.
  • the fourth surface (140) is characterized in that it slopes upward as it goes forward.
  • the lower portion of the vertical opposite edge of the first surface (110) and the second surface (120) is provided with a first inclined portion (112) and a second inclined portion (122) inclined at a certain angle toward the rear, and a fifth surface (150) connecting the first inclined portion (112) and the second inclined portion (122) is further provided.
  • the blowing part (300) is characterized by including a first blowing part (310) positioned at the first through hole (141) and a second blowing part (320) positioned at the second cutting part (142).
  • the first blowing unit (310) is characterized by including a block-shaped first blowing unit body (311) having a first air inlet (311a) provided on a side and a first air injection port (311b) provided on a lower surface, and a first air supply member (312) mounted on the first air inlet (311a).
  • the lower surface of the first blowing part (310) is characterized by having a recessed part (311c) whose depth increases as it goes toward the rear.
  • the second blowing unit (320) is characterized by including a cylindrical or polygonal column-shaped second blowing unit body (321) having a second air inlet (321a) provided on the side and a slit-shaped second air injection port (321b) provided on the lower surface, and a second air supply member (322) mounted on the second air inlet (321a).
  • the foreign matter transport unit (200) includes a first transport pipe (210) connected to the foreign matter collecting unit (100) and a second transport pipe (220) located below the first transport pipe (210), wherein the first transport pipe (210) is characterized by having a cone shape with a cross-sectional area that becomes smaller as it goes down.
  • a first cutting portion (121) cut in an arc shape is formed on the other vertical edge of the second surface (120).
  • the first surface (110) and the second surface (120) are characterized in that the distance between them increases as they go forward.
  • the scrap guide part (400) is characterized by including a fixing part (410) in contact with the fifth surface (150), and a plate-shaped guide plate (420) connected to the fixing part (410) and having a predetermined curvature.
  • the foreign matter capturing device generated during laser notching it is characterized in that an upper portion of the guide plate (420) is located inside the foreign matter capturing unit (100), while the remaining area is located outside the foreign matter capturing unit (100) and extends downward by a certain length.
  • the method for capturing foreign substances comprises a first step of positioning a foreign substance capturing device at a position spaced apart from a cylindrical rotating drum (RD); and a second step of irradiating the laser beam to notch an edge portion of an electrode (E); characterized in that a step of supplying air to a blowing unit (300) is performed before the second step.
  • the foreign matter capturing portion has an advantage in that the remaining surfaces except for one surface facing the electrode are sealed, thereby facilitating the capturing of foreign matters generated during laser notching.
  • the foreign matter capturing device generated during laser notching according to the present invention since a plurality of blowing sections are provided, the introduction into the foreign matter capturing section and the transport to the foreign matter transport section can be carried out effectively.
  • Figure 1 is a drawing showing the removal of foreign substances during laser notching according to conventional technology.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a foreign matter collecting device according to a preferred embodiment of the present invention mounted near a rotating drum.
  • Figure 4 is a perspective view of the foreign matter collection device illustrated in Figure 3 as viewed from the other side.
  • Figure 5 is a perspective view of the foreign matter collection device shown in Figure 3 viewed from below.
  • Figure 6 is a perspective view from above of the foreign matter collection device illustrated in Figure 3.
  • Fig. 7 is a cross-sectional view of the foreign matter collection device illustrated in Fig. 3 taken along the A-A direction.
  • Figure 8 is an exploded perspective view of the foreign matter collection device shown in Figure 3.
  • Fig. 9 is a perspective view of the first blowing section of the foreign matter collecting device illustrated in Fig. 3, viewed from below.
  • Fig. 10 is a perspective view of the second blowing section of the foreign matter collecting device illustrated in Fig. 3, viewed from above.
  • Fig. 11 is a perspective view of the second blowing part illustrated in Fig. 10 viewed from below.
  • Figure 12 is an exploded perspective view of the second blowing section shown in Figure 10.
  • Fig. 13 is a cross-sectional view of the second blowing part illustrated in Fig. 10 taken along the B-B direction.
  • Fig. 14 is a perspective view of the scrap guide part of the foreign matter capturing device illustrated in Fig. 3.
  • the X-axis direction indicated in the drawing is defined as the width direction, the Y-axis direction as the height direction, and the Z-axis direction as the length direction.
  • forward refers to the direction closer to the rotating drum to which the electrodes are supplied
  • rear refers to the direction away from the rotating drum.
  • Fig. 2 is a perspective view showing a foreign matter collecting device according to a preferred embodiment of the present invention mounted near a rotating drum.
  • the foreign matter collecting device of the present invention is a device for collecting foreign matters generated when notching an edge portion of an electrode (E), and is located near a cylindrical rotating drum (RD) to which the electrode (E) is supplied.
  • RD cylindrical rotating drum
  • the electrode (E) can be divided into a positive electrode and a negative electrode, and each of the positive electrode and negative electrode has a maintenance portion (E1) coated with an active material and a non-coated portion (E1) not coated with an active material, and a laser beam is irradiated toward the non-coated portion (E1) located at the edge to form a tab of a certain shape.
  • the scrap (S) which is the portion cut to form the tab, must be separated from the electrode (E).
  • the negative electrode sheet is manufactured by applying a slurry containing a negative electrode active material and a binder to a negative electrode current collector such as copper.
  • the negative electrode active material include carbon such as non-graphitizable carbon and graphite carbon; metal composite oxides such as Li x Fe 2 O 3 (0 ⁇ x ⁇ 1), Li x WO 2 (0 ⁇ x ⁇ 1), Sn x Me 1-x Me'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, elements of group 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0 ⁇ x ⁇ 1; 1 ⁇ y ⁇ 3; 1 ⁇ z ⁇ 8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloy; tin-based alloy; Metal oxides such as SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb
  • the positive electrode sheet is manufactured by applying a slurry containing a positive electrode active material and a binder to a positive electrode current collector such as aluminum.
  • FIG. 3 is a perspective view of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 2 as viewed from one side
  • FIG. 4 is a perspective view of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 3 as viewed from the other side
  • FIG. 5 is a perspective view of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 3 as viewed from below.
  • FIG. 6 is a perspective view from above of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 3
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the A-A direction of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 3
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the foreign matter capturing device illustrated in FIG. 3.
  • the foreign matter capturing device is configured to include a foreign matter capturing unit (100), a foreign matter transport unit (200), a blowing unit (300), and a scrap guide unit (400).
  • the foreign matter collecting unit (100) is arranged so as to face the notching portion of the electrode (E) that is continuously supplied so as to be in close contact with the outer surface of the cylindrical rotating drum (RD), and has one side open so that foreign matter generated during notching by a laser beam can be collected.
  • the capturing portion (100) has a plurality of surfaces connected to each other to form a space.
  • the first surface (110) and the second surface (120) are positioned vertically with respect to the ground and spaced apart from each other by a certain distance, and a third surface (130) is provided along one vertical edge of the first surface (110) and the second surface (120), and a fourth surface (140) is provided along the upper edge of the first surface (110) and the second surface (120).
  • a first viewing window (111) be provided on the first side (110) so that the electrode (E) notching process by the laser beam can be visually observed
  • a second viewing window (131) is provided on the third side (130) so that the laser beam irradiated from the laser irradiator (not shown) can pass through the foreign matter collecting section (100) and then reach the electrode (E) uncoated section (E2).
  • the second viewing window (131) is not particularly limited as long as the laser beam can penetrate through it, and may be, for example, glass or quartz.
  • a first through hole (141) and a second cutout (142) in front of the first through hole (141) are provided so that the air supplied by the blowing part (300) can be directed downward, more specifically, toward the foreign matter transfer part (200). A detailed description of these will be provided later.
  • first surface (110) and the second surface (120) be spaced apart from each other as they approach the front, i.e., the direction in which the rotating drum (RD) is positioned, and it is more preferable that the upper edges of the first surface (110) and the second surface (120) are inclined with respect to the ground so that the fourth surface (140) can face upward as they approach the front.
  • the area where notching is performed can be sufficiently covered, thereby increasing the ability to capture foreign substances.
  • a first cutting portion (121) cut in an arc shape is provided on a part of the vertical other side edge of the second side (120) facing the rotating drum (RD), while the vertical other side edge of the first side (110) is in a vertical state without a cut portion.
  • the uncoated portion (E2) of the electrode (E) is located at the edge of the electrode collector, and during the notching process, the uncoated portion (E2) is usually supplied so as to be in close contact with the outer surface of the edge of the rotating drum (RD).
  • first cut portion (121) having a curvature similar to that of the rotary drum (RD) on the vertical other edge of the second surface (120)
  • the first surface (110) can cover a part of the side of the rotary drum (RD), thereby improving the capture efficiency of foreign substances (see FIG. 2).
  • first inclined portion (112) and second inclined portion (122) that are inclined at a certain angle downwards toward the rear to facilitate movement of captured foreign substances to the foreign substance transport unit (200), and these first inclined portions (112) and second inclined portions (122) are connected by the fifth side (150).
  • the first flange (160) that is detachably connected to the foreign body transfer unit (200) is located along the lower edges of the first surface (110), the second surface (120), the third surface (130), and the fifth surface (150) described above.
  • the foreign body transfer unit (200) is configured to include a first transfer pipe (210), a second transfer pipe (220) located below the first transfer pipe (210), and a second flange (230).
  • the first transfer pipe (210) connected to communicate with the foreign matter capturing unit (100) be a cone-shaped one whose inner diameter or cross-sectional area becomes smaller as it goes down to facilitate the transport of captured foreign matter.
  • the second transport pipe (220) is connected to a container (not shown) for collecting captured foreign substances, and although not shown in the drawing, it is preferable to connect a known suction means (not shown) such as a vacuum pump so that the inside of the foreign substance collecting unit (100) is in a negative pressure state.
  • a known suction means such as a vacuum pump
  • the second flange (230) provided along the upper edge of the first transport pipe (210) is connected to the first flange (160) of the foreign matter collecting unit (100) described above.
  • the blowing unit (300) is located above the foreign matter collection unit (100) and sprays air downward, and is composed of a first blowing unit (310) and a second blowing unit (320).
  • Fig. 9 is a perspective view of the first blowing section of the foreign matter collecting device illustrated in Fig. 3, viewed from below.
  • the first blowing section will be described in detail with reference to Figs. 3, 7, 8, and 9.
  • the first blowing unit (310) is configured to include a first blowing unit body (311) that receives and sprays air, and a first air supply member (312) for supplying external air to the first blowing unit body (311).
  • the first blowing body (311) has a block shape with an outer shape that is roughly hexahedral, and is provided with one or more first air inlets (311a) on both sides in the longitudinal direction (Z-axis).
  • a plurality of first air injection ports (311b) are formed on the surface facing the through hole (141) provided on the fourth surface (140) of the foreign matter collecting unit (100).
  • the first air inlet (311a) and the first air injection port (311b) must be connected.
  • the first air supply member (312) is mounted on the first air inlet (311a) and is connected to a known air supply means (not shown) such as a compressor to supply air to the first blowing unit body (311).
  • the lower surface of the first blowing part (310) where the first air injection port (311b) is located be provided with a recessed part (311c) whose depth increases as it goes toward the rear.
  • the fourth surface (140) is inclined upward as it goes toward the front, and thus it is advantageous in guiding the air injected through the first air injection port (311b) toward the first transfer pipe (210).
  • first air supply members (312) Although only a pair of first air supply members (312) are illustrated in FIG. 9, it is self-evident that a first air supply member must be mounted on each of the first air inlets (311a), and if a sufficient amount of air can be injected through the first air injection port (311b), a pair of first air inlets (311a) or only one first air inlet port (311a) may be provided.
  • FIG. 10 is a perspective view of the second blowing part of the foreign matter collecting device illustrated in FIG. 3 as viewed from above
  • FIG. 11 is a perspective view of the second blowing part illustrated in FIG. 10 as viewed from below
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of the second blowing part illustrated in FIG. 10
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the second blowing part illustrated in FIG. 10 taken along the B-B direction.
  • the second blowing unit (320) is configured to include a second blowing unit body (321) that receives and sprays air, a second air supply member (322) for supplying external air to the second blowing unit body (321), and a support member (323) for fastening the second blowing unit body (321) to the fourth surface (140) of the collecting unit (100).
  • the second blowing body (321) has a cylindrical or polygonal columnar shape with an interior that is hollow, and is provided with a second air inlet (321a) connected to a second air supply member (322) on one side or both sides, while a slit-shaped second air injection port (321b) is provided along the width direction (X-axis).
  • the second blowing body (321) is positioned on the second cut portion (142) of the fourth surface (140) corresponding to the upper surface of the aforementioned foreign matter collecting portion (100), and the fourth surface (140) is inclined toward the top. Therefore, it is preferable that the second cut portion (142) is inclined so that the air injected through the second air injection port (321b) can be directed vertically downward (see FIG. 13).
  • the support member (323) is depicted as having both ends folded to support the second blowing member body (321), but the external shape can be changed as much as desired as long as the second blowing member body (321) can be fixed to the fourth surface (140).
  • the second blowing unit (320) having the aforementioned configuration can serve as a kind of air curtain, so that it is expected to have the effect of preventing foreign matter that has entered the foreign matter collecting unit (100) from escaping and further preventing scrap (S) from being rolled into the foreign matter collecting unit (100).
  • the air pressure injected from the first air injection port (311b) located at the rear must be relatively greater than the air pressure injected through the second air injection port (321b) so that the generated foreign matter can flow into the foreign matter collection unit.
  • Fig. 14 is a perspective view of the scrap guide part in the foreign matter capturing device illustrated in Fig. 3.
  • the scrap guide part will be described with reference to Figs. 4, 7, and 14 together.
  • the scrap guide part (400) is configured to guide scrap (S) generated by notching to the outer downward side of the foreign matter collecting part (100), and includes a fixing part (410) connected to the fifth surface (150), and a guide plate (420) connected to the fixing part (410).
  • the fixing part (410) is fixed to the upper or lower surface of the fifth surface (150)
  • the guide plate (420) is a plate shape having a certain curvature so as to be bent in a direction opposite to the outer surface of the rotating drum.
  • the following describes a method of capturing foreign substances using the aforementioned foreign substance capturing device.
  • a method for capturing foreign substances comprises a first step of positioning a foreign substance capturing device at a position spaced apart from a cylindrical rotating drum (RD), and a second step of notching an edge portion of an electrode (E) by irradiating a laser beam.
  • the second side (120) of the foreign matter collecting unit (100) is positioned close to the rotating drum (RD), while the first side (110) is positioned so as to cover a part of the side of the rotating drum (RD).
  • the electrode (E) to be notched is supplied so as to be in close contact with the outer surface of the cylindrical rotary drum (RD).
  • This step of supplying the electrode (E) may be before or after the step of positioning the foreign matter collecting device near the cylindrical rotary drum (RD).
  • the step of supplying air to the blowing section be performed before notching begins.
  • an additional step of suctioning can be performed to bring the inside of the foreign body transport section into a negative pressure state.
  • 311a First air inlet 311b: First air nozzle

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Abstract

본 발명은 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 관한 것으로, 구체적으로 원통형 회전 드럼 외면에 밀착되도록 전극이 공급되며, 상기 전극에 레이저 빔을 조사하여 상기 전극 가장자리 부분을 노칭할 시 발생하는 이물을 포집하는 장치로서, 개방된 일면이 상기 전극의 노칭 부분을 향하도록 위치하여 이물을 포집하는 이물 포집부; 상기 이물 포집유닛 하부에 위치하여 포집된 이물을 이송하기 위한 이물 이송부; 상기 이물 포집유닛 상부에 위치하여 하방으로 에어를 분사하는 블로잉부; 및 노칭에 의해 발생한 스크랩을 상기 이물 포집부 외측 하방으로 안내하기 위한 스크랩 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 관한 것이다. (대표도) 도 2

Description

레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법
본 출원은 2023년 3월 17일자 한국 특허 출원 제2023-0035340호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 레이저에 의한 전극 탭 형성 과정에서 발생하는 이물을 포집하기 위한 이물 포집 장치와 포집 방법에 관한 것이다.
최근 화석연료의 사용에 따른 대기오염, 에너지 고갈로 인한 대체에너지 개발로 인해 생산된 전기 에너지를 저장할 수 있는 이차전지에 관한 수요가 증가하고 있다. 충방전이 가능한 이차전지는 모바일 기기, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 사용되는 등 일상생활에 밀접하게 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 사용자의 수요를 충족시키기 위해 소형 기기에는 다수의 전지셀을 배치하고 있으나, 자동차 등에는 다수개의 전지셀을 전기적으로 연결하는 전지 모듈 또는 이러한 전지 모듈을 다수 구비한 전지 팩이 사용된다.
한편 리튬 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 이차전지 또는 각형 이차전지, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류된다.
그리고 전극조립체는 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재되도록 적층되어 형성되며, 양극과 음극은 양극 시트 및 음극 시트에 각각 전극 탭을 형성하는 과정과 단위 전극으로 절단하는 과정을 통해 제조된다.
특히 전극 탭을 형성하는 과정에서는 레이저(laser)를 조사하여 전극 시트의 무지부에서 전극 탭을 제외한 나머지 부분을 제거하며, 이때 레이저 노칭 시 비산하는 이물이 전극에 부착될 시에는 불량으로 이어지기 때문에 발생한 모든 이물은 확실하게 포집 및 제거되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 노칭 시 이물을 제거하는 모습을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(10) 내부에 흡입부(30)가 연통되고 복수개의 에어나이프(41)로 이루어진 블로잉부(40)가 구비됨에 따라, 이송되는 전극 시트(1)의 폭 방향과 수평한 방향으로 블로잉부(40)가 공기 및 이물을 송풍시키면, 송풍된 공기 및 이물은 블로잉부(40)와 마주보는 위치에 연통되게 마련되는 흡입부(30)로 흡입되어 제거된다.
하지만 흡입부(30)로 유입되는 이물은 마주보며 위치하는 블로잉부(40)의 송풍에 의존하기 때문에 일부 내지 다량의 이물은 흡입부(30)로 유입되지 못할 가능성이 높다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1)한국공개특허공보 제2015-0062847호(2015.06.08.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에서는 레이저를 사용한 전극 노칭 과정에서 발생하는 이물을 확실하게 포집할 수 있는 구조를 갖는 이물 포집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 레이저를 사용한 전극 노칭 과정에서 발생하는 이물을 확실하게 포집할 수 있는 이물 포집 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치는, 원통형 회전 드럼(RD) 외면에 밀착되도록 전극(E)이 공급되며, 상기 전극(E)에 레이저 빔을 조사하여 상기 전극(E) 가장자리 부분을 노칭할 시 발생하는 이물을 포집하는 장치로서, 개방된 일면이 상기 전극(E)의 노칭 부분을 향하도록 위치하여 이물을 포집하는 이물 포집부(100); 상기 이물 포집유닛(100) 하부에 위치하여 포집된 이물을 이송하기 위한 이물 이송부(200); 상기 이물 포집유닛(100) 상부에 위치하여 하방으로 에어를 분사하는 블로잉부(300); 및 노칭에 의해 발생한 스크랩(S)을 상기 이물 포집부(100) 외측 하방으로 안내하기 위한 스크랩 가이드부(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 이물 포집부(100)는 수직하게 위치하며 일정 간격 이격된 제1 면(110)과 제2 면(120); 상기 제1 면(110)과 제2 면(120)의 수직 방향 일측 가장자리를 따라 위치하는 제3 면(130); 및 상기 제1 면(110)과 제2 면(120)의 상측 가장자리를 따라 위치하는 제4 면(140);을 포함하며, 상기 제3 면(130)에는 레이저 빔이 통과하는 제2 투시창(131)이 구비되고, 상기 제4 면(140)에는 상기 에어를 하방으로 안내하기 위한 제1 관통구(141)와 제2 절개부(142)가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제4 면(140)은 전방으로 갈수록 상부를 향해 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제1 면(110)과 제2 면(120)의 수직 방향 타측 가장자리 하부는 후방을 향해 일정 각도 경사진 제1 경사부(112)와 제2 경사부(122)가 구비되고, 상기 제1 경사부(112)와 제2 경사부(122)를 연결하는 제5 면(150)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 블로잉부(300)는 상기 제1 관통구(141)에 위치하는 제1 블로잉부(310)와, 상기 제2 절개부(142)에 위치하는 제2 블로잉부(320)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제1 블로잉부(310)는 측면에는 제1 에어 주입구(311a)가 구비되고 하면에는 제1 에어 분사구(311b)가 마련된 블록 모양의 제1 블로잉부 몸체(311), 및 상기 제1 에어 주입구(311a)에 장착되는 제1 에어 공급부재(312)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제1 블로잉부(310) 하면은 후방으로 갈수록 깊이가 증가하는 함몰부(311c)가 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제2 블로잉부(320)는 측면에는 제2 에어 주입구(321a)가 구비되고 하면에는 슬릿 모양의 제2 에어 분사구(321b)가 마련된 원기둥 또는 다각 기둥 모양의 제2 블로잉부 몸체(321), 및 상기 제2 에어 주입구(321a)에 장착되는 제2 에어 공급부재(322)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 이물 이송부(200)는 상기 이물 포집부(100)와 연결되는 제1 이송관(210) 및 상기 제1 이송관(210) 하부에 위치하는 제2 이송관(220)을 포함하되, 상기 제1 이송관(210)은 아래로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제2 면(120)의 수직 방향 타측 가장자리에는 원호 형상으로 절개된 제1 절개부(121)가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 제1 면(110)과 제2 면(120)은 전방으로 갈수록 이격된 간격이 커지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 스크랩 가이드부(400)는 상기 제5 면(150)과 접하는 고정부(410), 및 상기 고정부(410)와 연결되며 일정 곡률을 갖는 플레이트 모양의 가이드 판(420)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치에서, 상기 가이드 판(420)의 상부 일부 영역은 상기 이물 포집부(100) 내부에 위치하는 반면 나머지 영역은 상기 이물 포집부(100) 외부에 위치하면서 하방을 향해 일정 길이 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 이물을 포집하는 방법은, 원통형 회전 드럼(RD)과 일정 간격 이격된 위치에 이물 포집 장치를 위치시키는 제1 단계; 및 상기 레이저 빔을 조사하여 전극(E) 가장자리 부분을 노칭하는 제2 단계;를 포함하되, 상기 제2 단계 이전에 블로잉부(300)로 에어를 공급하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 의하면, 이물 포집부가 전극을 향하는 일면을 제외한 나머지 면들이 밀폐된 구조이어서 레이저 노칭시 발생한 이물의 포집이 유리하다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 의하면, 복수개의 블로잉부가 구비되어 있어 이물 포집부로의 유입과 이물 이송부로의 이송이 효과적으로 진행될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 의하면, 스크랩 가이드부가 구비되어 있어 노칭에 의해 발생한 스크랩의 회수가 용이할 뿐만 아니라 스크랩으로 인한 노칭 공정 상의 문제점을 최소화할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 노칭 시 이물을 제거하는 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이물 포집 장치가 회전 드럼 인근에 장착된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 이물 포집 장치를 일측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 타측 방향에서 바라본 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 위에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 A-A 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 도 3에 도시한 이물 포집 장치의 분해 사시도이다.
도 9는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 제1 블로잉부를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 10는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 제2 블로잉부를 위에서 바라본 사시도이다.
도 11는 도 10에 도시한 제2 블로잉부를 아래에서 바라본 사시도이다.
도 12는 도 10에 도시한 제2 블로잉부의 분해 사시도이다.
도 13은 도 10에 도시한 제2 블로잉부를 B-B 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 스크랩 가이드부의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 도면에서 표시한 X축 방향은 폭 방향, Y축 방향은 높이 방향 그리고 Z축 방향은 길이 방향으로 정의하기로 한다.
또한 전방은 전극이 공급되는 회전 드럼과 가까워지는 방향이고, 후방은 회전 드럼과 멀어지는 방향을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치 및 이를 이용한 이물 포집 방법에 관하여 첨부한 도면들을 참고하면서 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이물 포집 장치가 회전 드럼 인근에 장착된 모습을 보여주는 사시도이다. 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명의 이물 포집 장치는 전극(E)의 가장자리 부분을 노칭할 시 발생하는 이물을 포집하기 위한 장치로서, 전극(E)이 공급되는 원통형 회전 드럼(RD) 인근에 위치한다.
상세하게, 전극(E)은 양극과 음극으로 구분할 수 있는데, 이들 양극과 음극에는 각각 활물질이 도포된 유지부(E1)와 활물질이 도포되지 않은 무지부(E1)가 있으며, 가장자리에 위치하는 무지부(E1)를 향해 레이저 빔을 조사하여 일정 모양의 탭을 형성시킨다. 물론 탭 형성을 위해 절단된 부분인 스크랩(S)은 전극(E)으로부터 분리되어야 한다.
한편 음극시트는 구리 소재 등의 음극 집전체에 음극 활물질과 바인더가 혼합된 슬러리를 도포하여 제조한다. 음극 활물질로는 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료; Si, SiO, SiO2 단독 또는 이들의 혼합물인 Si계 등을 사용할 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
양극시트는 알루미늄 소재 등의 양극 집전체에 양극 활물질과 바인더가 혼합된 슬러리를 도포하여 제조한다. 양극 활물질로는 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도 3은 도 2에 도시한 이물 포집 장치를 일측 방향에서 바라본 사시도, 도 4는 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 타측 방향에서 바라본 사시도이고 도 5는 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 아래에서 바라본 사시도이다.
또 도 6은 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 위에서 바라본 사시도, 도 7은 도 3에 도시한 이물 포집 장치를 A-A 방향을 따라 절단한 단면도 그리고 도 8은 도 3에 도시한 이물 포집 장치의 분해 사시도이다.
도 2 내지 8을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 이물 포집 장치는, 이물 포집부(100), 이물 이송부(200), 블로잉부(300) 및 스크랩 가이드부(400)를 포함하여 구성된다.
먼저 이물 포집부(100)는 원통형 회전 드럼(RD) 외면에 밀착되도록 연속적으로 공급되는 전극(E) 노칭 부분을 향하도록 배치되어, 레이저 빔에 의한 노칭 시 발생하는 이물이 포집될 수 있도록 일면이 개방되어 있다.
보다 상세하게, 포집부(100)는 다수개의 면들이 서로 연결되어 공간부를 형성한다. 제1 면(110)과 제2 면(120)은 지면에 대해 수직하게 위치하면서 일정 간격 이격되어 있고, 이들 제1 면(110)과 제2 면(120)의 수직 방향 일측 가장자리를 따라서는 제3 면(130), 그리고 제1 면(110)과 제2 면(120)의 상측 가장자리를 따라서는 제4 면(140)이 구비되어 있다.
제1 면(110)에는 레이저 빔에 의한 전극(E) 노칭 과정을 육안으로 확인할 수 있도록 제1 투시창(111)이 구비되는 것이 바람직하고, 제3 면(130)에는 레이저 조사기(미도시)에서 조사된 레이저 빔이 이물 포집부(100)를 경유한 후 전극(E) 무지부(E2)에 도달할 수 있도록 제2 투시창(131)이 구비된다.
여기서, 제2 투시창(131)은 레이저 빔이 관통할 수 있다면 특별히 제한하지 않으며, 일 예로 유리 또는 석영일 수 있다.
제4 면(140)에는 블로잉부(300)에 의해 공급되는 에어가 하방, 보다 상세하게는 이물 이송부(200)를 향할 수 있도록 제1 관통구(141)와, 제1 관통구(141) 전방의 제2 절개부(142)가 마련되어 있고, 이들에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 제1 면(110)과 제2 면(120)은 전방, 즉 회전 드럼(RD)이 위치하는 방향을 향해 근접할수록 이격 거리가 커지는 것이 바람직하고, 전방으로 갈수록 제4 면(140)이 상부를 향할 수 있도록 제1 면(110)과 제2 면(120)의 상측 가장자리는 지면에 대해 기울어져 있는 것이 보다 바람직하다.
제1 면(110), 제2 면(120) 및 제4 면(140)이 상기와 같은 구성으로 이루어질 시, 노칭이 진행되는 부분을 충분히 커버할 수 있어 이물의 포집 능력을 높일 수 있다.
특히 회전 드럼(RD)을 향하는 제2 면(120)의 수직 방향 타측 가장자리 일부 영역에는 원호 형상으로 절개된 제1 절개부(121)가 구비되는 한편, 제1 면(110)의 수직 방향 타측 가장자리는 절개된 부분이 없는 수직 상태인 것이 좋다.
전극(E)의 무지부(E2)는 전극 집전체의 가장자리에 위치하며 또 노칭 공정 시 무지부(E2)는 회전 드럼(RD) 가장자리 외면과 밀착하도록 공급되는 것이 일반적이다.
따라서 제2 면(120)의 수직 방향 타측 가장자리에 회전 드럼(RD)과 유사한 곡률을 갖는 제1 절개부(121)가 형성됨으로써 제2 면(120)을 전극(E)과 가깝게 배치시키는 것이 가능하고 나아가 제1 면(110)은 회전 드럼(RD)의 측면 일부를 커버할 수 있어 이물의 포집 효율이 향상된다(도 2 참조).
물론 도 2를 참고할 시, 좌측에서 바라볼 때 회전 드럼(RD) 우측에 무지부(E2)가 위치하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으므로, 무지부(E2)가 회전 드럼(RD) 좌측에 위치할 시에는 제1 면(110)에 절개부가 형성되어야 함은 자명하다.
계속해서, 회전 드럼(RD)을 향하는 제1 면(110)과 제2 면(120)의 수직 방향 타측 가장자리 하부는 포집된 이물이 이물 이송부(200)로 이동하기 용이하도록 후방으로 갈수록 아래를 향해 일정 각도 경사진 제1 경사부(112)와 제2 경사부(122)가 각각 마련되어 있고, 이들 제1 경사부(112)와 제2 경사부(122)는 제5 면(150)에 의해 연결된다.
이물 이송부(200)와 탈부착 가능하도록 결합되는 제1 플랜지(160)는 전술한 제1 면(110), 제2 면(120), 제3 면(130) 및 제5 면(150) 하측 가장자리를 따라 위치한다.
계속해서 이물 포집유닛(100) 하부에 위치하여 포집된 이물을 이송하기 위한 이물 이송부(200)에 관해 설명하기로 한다.
이물 이송부(200)는 제1 이송관(210), 제1 이송관(210) 하부에 위치하는 제2 이송관(220) 및 제2 플랜지(230)를 포함하여 구성된다.
이물 포집부(100)와 연통되도록 연결되는 제1 이송관(210)은 포집된 이물의 이송이 용이하도록 아래로 갈수록 내경 또는 단면적이 작아지는 콘 형상인 것이 바람직하다.
제2 이송관(220)은 포집된 이물을 수거하는 용기(미시도)와 연결되어 있으며, 도면에는 도시하지 않았지만 이물 포집부(100) 내부가 부압 상태가 되도록 진공 펌프 등 공지의 흡입 수단(미도시)이 연결되는 것이 바람직하다.
제1 이송관(210)의 상측 가장자리를 따라 구비되어 있는 제2 플랜지(230)는 전술한 이물 포집부(100)의 제1 플랜지(160)와 체결된다.
블로잉부(300)는 이물 포집유닛(100) 상부에 위치하여 하방으로 에어를 분사하는데, 제1 블로잉부(310)와 제2 블로잉부(320)로 구성된다.
도 9는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 제1 블로잉부를 아래에서 바라본 사시도이다. 도 3, 7, 8 및 9를 함께 참조하면서 제1 블로잉부에 관해 상세하게 설명하기로 한다.
제1 블로잉부(310)은 에어를 공급받아 분사하는 제1 블로잉부 몸체(311)와, 외부의 에어를 제1 블로잉부 몸체(311)로 공급하기 위한 제1 에어 공급부재(312)를 포함하여 구성된다.
상세하게 제1 블로잉부 몸체(311)는 외형이 대략 육면체인 블록 모양으로, 길이 방향(Z축) 양측면에는 하나 이상의 제1 에어 주입구(311a)가 구비되어 있다. 또 하면 다시 말해 이물 포집부(100)의 제4 면(140)에 마련되어 있는 관통구(141)를 향하는 면에는 복수개의 제1 에어 분사구(311b)가 형성되어 있다. 물론 제1 에어 주입구(311a)와 제1 에어 분사구(311b)는 연통되어 있어야 함은 자명하다.
제1 에어 공급부재(312)는 제1 에어 주입구(311a)에 장착되는데, 컴프레서 등 공지의 에어 공급수단(미도시)과 연결되어 제1 블로잉부 몸체(311)로 에어를 공급한다.
한편, 제1 에어 분사구(311b)가 위치하는 제1 블로잉부(310) 하면은 후방으로 갈수록 깊이가 증가하는 함몰부(311c)가 구비되는 것이 바람직하다. 이는 제4 면(140)이 전방으로 갈수록 상부를 향해 경사져 있고, 따라서 제1 에어 분사구(311b)를 통해 분사된 에어가 제1 이송관(210)을 향할 수 있도록 유도하는데 유리하기 때문이다.
비록 도 9 등에서는 한 쌍의 제1 에어 공급부재(312)만 도시하고 있으나, 제1 에어 주입구(311a) 각각에 제1 에어 공급부재가 장착되어야 함은 자명하고, 또 제1 에어 분사구(311b)를 통해 충분한 양의 에어가 분사될 수 있다면 한 쌍의 제1 에어 주입구(311a) 혹은 하나의 제1 에어 주입구(311a)만 구비되어도 무방하다.
도 10는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 제2 블로잉부를 위에서 바라본 사시도, 도 11는 도 10에 도시한 제2 블로잉부를 아래에서 바라본 사시도, 도 12는 도 10에 도시한 제2 블로잉부의 분해 사시도 그리고 도 13은 도 10에 도시한 제2 블로잉부를 B-B 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 3, 7 내지 13을 함께 참조하면서 제2 블로잉부에 관해 상세하게 설명하기로 한다.
제2 블로잉부(320)는 에어를 공급받아 분사하는 제2 블로잉부 몸체(321), 외부의 에어를 제2 블로잉부 몸체(321)로 공급하기 위한 제2 에어 공급부재(322), 그리고 제2 블로잉부 몸체(321)를 포집부(100)의 제4 면(140)에 체결하기 위한 지지부(323)를 포함하여 구성된다.
상세하게, 제2 블로잉부 몸체(321)는 내부가 비어 있는 원기둥 또는 다각 기둥 모양으로, 일측면 또는 양측면에는 제2 에어 공급부재(322)와 체결되는 제2 에어 주입구(321a)가 구비되는 한편, 폭 방향(X축)을 따라서는 슬릿 모양의 제2 에어 분사구(321b)가 구비되어 있다.
한편 제2 블로잉부 몸체(321)는 전술한 이물 포집부(100) 상면에 해당되는 제4 면(140)의 제2 절개부(142) 상에 위치하며, 제4 면(140)이 상부를 향해 경사져 있다. 따라서 제2 에어 분사구(321b)를 통해 분사되는 에어가 연직 하방으로 향할 수 있도록 제2 절개부(142)는 경사져 있는 것이 바람직하다(도 13 참조).
지지부(323)는 제2 블로잉부 몸체(321)를 파지하기 위하여 양단이 절곡된 모양인 것으로 도시하고 있으나, 제2 블로잉부 몸체(321)를 제4 면(140)에 고정할 수 있다면 외형은 얼마든지 변경이 가능하다.
전술한 구성을 갖는 제2 블로잉부(320)는 일종의 에어 커튼 역할을 수행할 수 있어, 이물 포집부(100)에 유입된 이물의 이탈을 방지하고 나아가 스크랩(S)이 이물 포집부(100) 안으로 말려 들어가는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
물론 발생한 이물이 이물 포집부로 유입될 수 있도록, 제2 에어 분사구(321b)를 통해 분사되는 에어 압력보다 후방에 위치하는 제1 에어 분사구(311b)에서 분사되는 에어 압력이 상대적으로 커야 함은 자명하다.
도 14는 도 3에 도시한 이물 포집 장치에서 스크랩 가이드부의 사시도이다. 도 4, 7 및 14를 함께 참조하면서 스크랩 가이드부에 관해 설명하기로 한다.
스크랩 가이드부(400)는 노칭에 의해 발생한 스크랩(S)을 이물 포집부(100) 외측 하방으로 안내하기 위한 것으로, 제5 면(150)에 연결되는 고정부(410), 및 고정부(410)와 연결되는 가이드 판(420)을 포함하여 구성된다. 상세하게, 고정부(410)는 제5 면(150)의 상면 또는 하면에 고정되며, 가이드 판(420)은 회전 드럼 외측면과 대향하는 방향으로 굴곡되도록 일정 곡률을 갖는 플레이트 모양이다.
따라서 노칭에 의해 발생한 스크랩(S)은 가이드 판(420)을 따라 아래로 흘러내리기 때문에 스크랩(S)의 회수가 용이할 뿐만 아니라 스크랩(S)으로 인한 노칭 공정 상의 문제를 원천적으로 차단할 수 있다.
특히 도 7에서와 같이, 가이드 판(420)의 상부 일부 영역이 이물 포집부(100) 내부에 위치할 시, 차단판 기능을 수행할 수 있어 이물 포집부(100)로 유입된 이물의 이탈을 방지할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.
다음은 전술한 이물 포집 장치를 사용하여 이물을 포집하는 방법에 관해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 이물을 포집하는 방법은, 원통형 회전 드럼(RD)과 일정 간격 이격된 위치에 이물 포집 장치를 위치시키는 제1 단계, 및 레이저 빔을 조사하여 전극(E) 가장자리 부분을 노칭하는 제2 단계를 포함하여 구성된다.
여기서, 제1 단계에서는 이물 포집부(100)의 제2 면(120)을 회전 드럼(RD) 가까이 위치시키는 한편 제1 면(110)은 회전 드럼(RD)의 측면 일부를 커버할 수 있도록 배치한다.
한편 노칭할 전극(E)은 원통형 회전 드럼(RD) 외면에 밀착되도록 공급하는데, 이러한 전극(E) 공급단계는 원통형 회전 드럼(RD) 인근에 이물 포집 장치를 위치시키는 단계 이전 또는 이후이어도 무방하다.
또 블로잉부로 에어를 공급하는 단계, 보다 상세하게는 제1 블로잉부와 제2 블로잉부로 에어를 공급하는 단계는 노칭이 시작되기 전에 수행하는 것이 바람직하다.
또 필요에 따라서는 이물 이송부 내부가 부압 상태가 되도록 흡입하는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
(부호의 설명)
100: 이물 포집부
110: 제1 면
111: 제1 투시창 112: 제1 경사부
120: 제2 면
121: 제1 절개부 122: 제2 경사부
130: 제3 면
131: 제2 투시창
140: 제4 면
141: 관통구 142: 제2 절개부
150: 제5 면
160: 제1 플랜지
200: 이물 이송부
210: 제1 이송관 220: 제2 이송관
230: 제2 플랜지
300: 블로잉부
310: 제1 블로잉부
311: 제1 블로잉부 몸체
311a: 제1 에어 주입구 311b: 제1 에어 분사구
311c: 함몰부
312: 제1 에어 공급부재
320: 제2 블로잉부
321: 제2 블로잉부 몸체
321a: 제2 에어 주입구 321b: 제2 에어 분사구
322: 제2 에어 공급부재
323: 지지부
400: 스크랩 가이드부
410: 고정부
420: 가이드판
E: 전극
E1: 유지부 E2: 무지부
RD: 회전 드럼
S: 스크랩

Claims (14)

  1. 원통형 회전 드럼 외면에 밀착되도록 전극이 공급되며, 상기 전극에 레이저 빔을 조사하여 상기 전극 가장자리 부분을 노칭할 시 발생하는 이물을 포집하는 장치로서,
    개방된 일면이 상기 전극의 노칭 부분을 향하도록 위치하여 이물을 포집하는 이물 포집부;
    상기 이물 포집유닛 하부에 위치하여 포집된 이물을 이송하기 위한 이물 이송부;
    상기 이물 포집유닛 상부에 위치하여 하방으로 에어를 분사하는 블로잉부; 및
    노칭에 의해 발생한 스크랩을 상기 이물 포집부 외측 하방으로 안내하기 위한 스크랩 가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이물 포집부는 수직하게 위치하며 일정 간격 이격된 제1 면과 제2 면;
    상기 제1 면과 제2 면의 수직 방향 일측 가장자리를 따라 위치하는 제3 면; 및
    상기 제1 면과 제2 면의 상측 가장자리를 따라 위치하는 제4 면;을 포함하며,
    상기 제3 면에는 레이저 빔이 통과하는 제2 투시창이 구비되고, 상기 제4 면에는 상기 에어를 하방으로 안내하기 위한 제1 관통구와 제2 절개부가 구비된 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제4 면은 전방으로 갈수록 상부를 향해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 면과 제2 면의 수직 방향 타측 가장자리 하부는 후방을 향해 일정 각도 경사진 제1 경사부와 제2 경사부가 구비되고, 상기 제1 경사부와 제2 경사부를 연결하는 제5 면이 더 구비된 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 블로잉부는 상기 제1 관통구에 위치하는 제1 블로잉부와, 상기 제2 절개부에 위치하는 제2 블로잉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 블로잉부는 측면에는 제1 에어 주입구가 구비되고 하면에는 제1 에어 분사구가 마련된 블록 모양의 제1 블로잉부 몸체, 및 상기 제1 에어 주입구에 장착되는 제1 에어 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 블로잉부 하면은 후방으로 갈수록 깊이가 증가하는 함몰부가 구비된 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 블로잉부는 측면에는 제2 에어 주입구가 구비되고 하면에는 슬릿 모양의 제2 에어 분사구가 마련된 원기둥 또는 다각 기둥 모양의 제2 블로잉부 몸체, 및 상기 제2 에어 주입구에 장착되는 제2 에어 공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이물 이송부는 상기 이물 포집부와 연결되는 제1 이송관 및 상기 제1 이송관 하부에 위치하는 제2 이송관을 포함하되, 상기 제1 이송관은 아래로 갈수록 단면적이 작아지는 콘 형상인 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제2 면의 수직 방향 타측 가장자리에는 원호 형상으로 절개된 제1 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 면과 제2 면은 전방으로 갈수록 이격된 간격이 커지는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 스크랩 가이드부는 상기 제5 면과 접하는 고정부, 및 상기 고정부와 연결되며 일정 곡률을 갖는 플레이트 모양의 가이드 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가이드 판의 상부 일부 영역은 상기 이물 포집부 내부에 위치하는 반면 나머지 영역은 상기 이물 포집부 외부에 위치하면서 하방을 향해 일정 길이 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집장치.
  14. 제1항에 기재된 레이저 노칭시 발생하는 이물 포집 장치를 사용하여 이물을 포집하는 방법으로서,
    원통형 회전 드럼과 일정 간격 이격된 위치에 이물 포집 장치를 위치시키는 제1 단계; 및
    상기 레이저 빔을 조사하여 전극 가장자리 부분을 노칭하는 제2 단계;를 포함하되,
    상기 제2 단계 이전에 블로잉부로 에어를 공급하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 레이저 노칭시 발생하는 이물을 포집하는 방법.
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