WO2024253402A1 - 전극 조립체 제조 장치 - Google Patents

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정도환
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조광운
이희문
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    • 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 electrode assembly manufacturing device, and more specifically, to an electrode assembly manufacturing device that enables more precise cutting and transport in an electrode assembly manufacturing process and prevents the occurrence of defects in the electrode assembly.
  • lithium secondary batteries are receiving the most attention because they have the advantages of free charging and discharging, low self-discharge rate, and high energy density.
  • Secondary batteries are classified into cylindrical and square batteries, in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or square metal can, and pouch-type batteries, in which the electrode assembly is housed in a pouch-type case made of aluminum laminate sheet, depending on the shape of the battery case.
  • secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly in which the positive electrode, the negative electrode, and the separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are laminated.
  • Representative examples include a jelly-roll type (rolled type) electrode assembly in which long sheet-shaped positive electrodes and negative electrodes are rolled up with a separator interposed between them, and a stack type (laminated type) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut into units of a predetermined size are sequentially laminated with a separator interposed between them.
  • a stack/folding type electrode assembly which is a hybrid form of the jelly-roll type and the stack type has been developed.
  • these electrode assemblies are manufactured by stacking multiple monocells having one positive electrode and one negative electrode and stacking half-cells on the outermost layer.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of an object (1) provided in a sheet form before cutting.
  • the object (1) may be, for example, a monocell or a half-cell.
  • the monocell may be manufactured by, for example, laminating in the order of separator sheet (2) - anode (3) - separator sheet (2) - cathode (3) or separator sheet (2) - cathode (3) - separator sheet (2) - anode (3), and then cutting the separator sheet (1) between adjacent electrodes (anode, cathode) (2).
  • the line A-A illustrates a case where a monocell provided in a sheet form is normally cut
  • the line B-B illustrates a case where a monocell provided in a sheet form is poorly cut.
  • FIG 2 is a schematic diagram of a conventional electrode assembly manufacturing device.
  • the conventional electrode assembly manufacturing device includes a supply unit (10), a cutting unit (20), a pressure member (23), a first transfer unit (30), a second transfer unit (40), and a stacking unit (50).
  • the supply unit (10) provides a plurality of objects (1) (e.g., monocells or half-cells) in the form of sheets.
  • the plurality of objects (1) can be provided by being connected to each other, manufactured in the form of sheets, wound in a roll type, and then unwound again from the supply unit (10).
  • the plurality of objects (1) in the form of sheets are cut into individual objects (i.e., separated into one object) by the cutter (21) of the cutting unit (20), and then moved to the first transfer unit (30).
  • the pressing member (23) is located at the rear end of the cutting unit (20) and the front end of the first transfer unit (30).
  • the sheet-shaped objects (1) are pressed by the pressing member (23), and then the plurality of objects (1) in the form of sheets are cut into individual objects (1) by the cutter (21) of the cutting unit (20) along the line A-A (see FIG. 1).
  • the cut object (1) moves along the first transfer unit (30) and then moves to the second transfer unit (40).
  • the second transfer unit (40) is placed above the stacking unit (50) and supplies the object (1) onto the stacking unit (50). Accordingly, the object (1) is stacked to manufacture an electrode assembly.
  • FIG. 1 there may be a case where, for example, an object (1) provided in the form of a sheet is provided to a cutting unit (20) in a folded state. At this time, when the folded object (1) sheet is cut by the cutting unit (20), a defect in the object (1) may occur, as in the B-B line. A case where a defect in the object (1) occurs, as in the B-B line of Fig. 1, will be described with reference to Figs. 3 and 4.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the dotted line portion of FIG. 2.
  • the object (1) provided in the form of a sheet may be folded at the front end (P1) of the cutting unit (20).
  • FIG. 4 schematically explains, by way of example, the reason why the object (1) is folded.
  • the succeeding object (1) (1b) may not be able to move completely forward in the direction of travel due to the movement of the supply unit (10) or the flow of air (indicated by the arrow), etc.
  • a folding phenomenon, etc. may occur in a portion where only a relatively thin separation membrane (2) exists.
  • the alignment may be misaligned during the process of transporting the cut object (1).
  • the alignment of the object (1) may be misaligned.
  • the front side of the object (1) at the rear end (P2) of the cutting unit (20) may not be properly seated on the first transport unit (30), and a part of the object (1) may fall off through the gap between the cutting unit (20) and the first transport unit (30). This may cause the object (1) to fold or become misaligned when the cut object (1) is seated on the first transport unit (30).
  • the present invention relates to an electrode assembly manufacturing device, and more specifically, to provide an electrode assembly manufacturing device that enables more precise cutting and transport in an electrode assembly manufacturing process and prevents the occurrence of defects in the electrode assembly.
  • An electrode assembly manufacturing device includes a supply unit for supplying a plurality of sheet-shaped objects, a cutting unit for cutting each of the sheet-shaped objects into individual objects, and a first transport unit including a transport path for transporting the cut objects, wherein the plurality of sheet-shaped objects can be cut while being inclined downward toward the first transport unit.
  • a plurality of objects in the form of sheets can move along an inclined surface inclined downward toward the first transfer unit.
  • the cutting unit includes a pressing member that presses one end of the object supplied from the supply unit onto a holding surface that holds the object in the first transport unit, and a cutter that cuts one end of the object when the pressing member presses the one end of the object, wherein the one end of the object may be an end facing the transport direction and the other end of the object may be an end facing in the opposite direction to the transport direction.
  • the above pressurizing member can pressurize the object by pulling the object in the transport direction immediately before the cutter cuts one end of the object.
  • the above pressurizing member rotates while pressurizing the object, and the rotation speed of the pressurizing member may be greater than the supply speed of the supply unit.
  • the ratio of the rotational speed of the above pressurizing member to the supply speed of the above supply unit may be greater than 1 and less than or equal to 1.2.
  • the above-mentioned pressurizing member can move in the direction of movement of the object while pressurizing the object, and then return to the original state immediately after cutting the object.
  • the above supply unit is a supply belt that supports and moves a plurality of objects in the form of sheets, and the pressure member can be a nip roller.
  • the above first transport unit may be of a circular type and include a transport path for transporting the cut object and a return path for delivering the object and returning.
  • the above first transport unit includes a plurality of holding members and a rail as a movement path of the plurality of holding members, and each holding member can hold one or more of the cut objects.
  • the holding member includes an adsorption part that holds the front surface of the object in a gas suction manner and a support part that supports the adsorption part, and the adsorption part may be an adsorption plate that includes a plurality of adsorption holes on an adsorption surface on which the object is adsorbed.
  • the invention may further include a manufacturing unit for manufacturing an electrode assembly from the object received directly from the first transport unit or from another unit interposed therebetween.
  • the above manufacturing unit may be a stacking unit that stacks monocells and/or half-cells.
  • the method further includes a second transfer unit interposed between the transfer path of the first transfer unit and the manufacturing unit, wherein the second transfer unit may include a transfer path for transferring the object received from the first transfer unit to the manufacturing unit in a circular manner and a return path for transferring the object and returning.
  • the transport path of the first transport unit is located above the first transport unit, the transport path of the second transport unit is located below the second transport unit, and the end of the transport path of the first transport unit and the start of the transport path of the second transport unit can overlap each other.
  • the object can be transferred in a state where the holding surface of the holding member of the first transfer unit, which holds the object, and the holding surface of the holding member of the second transfer unit, which holds the object, face each other.
  • the second transport unit includes a plurality of holding members and a rail as a movement path of the plurality of holding members, and each holding member can hold one or more of the cut objects.
  • the holding member includes an adsorption part that holds the front surface of the object in a gas suction manner and a support part that supports the adsorption part, and the adsorption part may be an adsorption plate that includes a plurality of adsorption holes on an adsorption surface on which the object is adsorbed.
  • the above object may be a monocell or a half-cell.
  • more precise cutting and transport can be enabled in the electrode assembly manufacturing process. Accordingly, the production efficiency of the electrode assembly can be maximized, and the quality of the produced electrode assembly can also be improved.
  • Figure 1 is a schematic diagram of an object provided in sheet form before cutting.
  • Figure 2 is a schematic diagram of a conventional electrode assembly manufacturing device.
  • Figure 3 is a partially enlarged view of the electrode assembly manufacturing device of Figure 2.
  • Figure 4 exemplarily explains why a folding phenomenon occurs in an object provided in sheet form.
  • Figure 5 is a schematic diagram of an electrode assembly manufacturing device according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a partially enlarged view of the electrode assembly manufacturing device of Figure 5.
  • FIGS. 7 and 8 illustrate the first and second embodiments of FIG. 6, respectively, and exemplarily illustrate how a pressure member pulls an object.
  • FIG. 9 is a schematic drawing illustrating an example of a holding member included in FIG. 5.
  • Fig. 10 is a cross-sectional view of the suction portion of the holding member illustrated in Fig. 9.
  • FIG. 11 is a drawing illustrating another example of the holding member of FIG. 9.
  • Figure 12 is a schematic diagram of an electrode assembly manufacturing device according to another embodiment of the present invention.
  • a part such as a layer, film, region, or plate is “over” or “on” another part, this includes not only cases where it is “directly over” the other part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when we say that a part is “directly over” another part, it means that there is no other part in between. Also, when we say that a part is “over” or “on” a reference part, it means that it is located above or below the reference part, and does not necessarily mean that it is located “over” or “on” the opposite direction of gravity.
  • Fig. 5 is a schematic diagram of an electrode assembly manufacturing device according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a partially enlarged view of the electrode assembly manufacturing device of Fig. 5.
  • the electrode assembly manufacturing device of Fig. 5 includes a supply unit (100), a cutting unit (200), a first transfer unit (300), a second transfer unit (400), and a manufacturing unit (500).
  • the supply unit (100) provides a plurality of objects (1) that are manufactured, for example, in the form of sheets and connected as one.
  • the objects (1) may be, for example, monocells.
  • the present invention is not necessarily limited to providing monocells, and may be applied to processes for providing, for example, halfcells, etc., and may be modified and changed to suit various environments to which the present invention is applied.
  • the supply unit (100) may include, for example, a pair of supply belts (110, 120).
  • the supply belts (110, 120) may support and move a plurality of sheet-shaped objects.
  • the pair of supply belts (110, 120) are arranged facing each other.
  • a sheet-shaped object (1) moves between the pair of supply belts (110, 120).
  • the pair of supply belts (110, 120) circulate in opposite directions and circulate with their facing surfaces facing each other toward the cutting unit (200).
  • Each of the pair of supply belts (110, 120) may be, for example, a conveyor belt.
  • the pair of supply belts (110, 120) may be driven by, for example, a servo motor.
  • the present invention is not limited to what is illustrated, and in some cases, only one supply belt (110) is provided, and a sheet-shaped object (1) is placed on the supply belt (110) and pressed against the object (1) with a roller or the like, and various modifications and changes are possible.
  • the cutting unit (200) is arranged at the end (rear end) of the supply unit (100) and the beginning (front end) of the transfer unit (300).
  • the cutting unit (200) cuts each of the plurality of sheet-shaped objects (1) supplied from the supply unit (100) into individual objects (1).
  • the plurality of sheet-shaped objects (1) are cut while being inclined downward toward the first transfer unit (300).
  • the objects (1) cut by the cutting unit (200) are transferred by the first transfer unit (300) and finally delivered to the manufacturing unit (500).
  • the cutting unit (200) includes a cutter (210) that cuts a plurality of sheet-shaped objects (1) into individual objects (1), and may additionally include a support member (220). The lower surfaces of the plurality of sheet-shaped objects (1) discharged from the supply unit (100) may be supported by the upper surface of the support member (220).
  • the cutting unit (200) includes a pressing member (230) that is arranged at the rear end of the cutter (210) and presses the upper surface of the objects (1).
  • the pressing member (230) may be, for example, a nip roller.
  • the pressing member (230) of the present invention is not limited thereto, and any pressing member (230) that can pressurize and fix the objects (1) is sufficient, and may be selected and applied in various ways according to the environment in which the present invention is implemented.
  • the first transport unit (300) includes, for example, a plurality of holding members (310) and a rail (320) along which the holding members (310) move.
  • the holding members (310) move the cut object (1).
  • One object (1) may be moved per one holding member (310), but the present invention is not limited thereto, and may be modified and changed to move multiple objects (1), for example.
  • the holding member (310) may move the object (1), for example, by adsorbing it.
  • the holding member (310) includes an adsorbing portion (312, see FIG. 9) capable of adsorbing the object (1) to a holding surface, and the adsorbing portion (312) may have, for example, a plate shape.
  • the adsorbing portion (312) includes a plurality of adsorbing holes (312a).
  • the object (1) can be adsorbed by a plurality of adsorption holes (312, see Fig. 10) on the holding surface of the plate-shaped adsorption member (312).
  • Other shapes and structures of the holding member (310) will be described later with reference to examples of Figs. 9 to 11.
  • a plurality of holding members (310) are arranged on a rail (320) at predetermined intervals and move along the rail (320).
  • the rail (320) may be, for example, a circular rail.
  • the rail includes a transport path for holding an object (1) cut by a cutting unit (200) with the holding members (310) and transporting it to a second transport unit (400), and a return path for returning an empty holding member (310) that has transported the object (1) to the second transport unit (400).
  • the transport path is a path for moving from the supply unit (100) to the second transport unit (400), and the return path is a path for returning from the second transport unit (400) to the supply unit (100).
  • the upper path may correspond to the transport path
  • the lower path may correspond to the return path.
  • the transport path for transporting the object (1) may be located above the return path along which the empty holding member (310) returns.
  • the holding surface of the holding member (310) located in the transport path of the first transport unit (300) faces upward. This is to ensure that the object (1) supplied from the supply unit (100) falls downward due to gravity and settles on the holding surface of the holding member (310) located in the transport path.
  • the object (1) settled on the holding surface of the holding member (310) of the first transport unit (300) moves along the transport path and is transferred to the second transport unit (400).
  • the second transport unit (400) also includes a plurality of holding members (410) and a rail (420) on which the holding members (410) move, similar to the first transport unit (300).
  • the holding members (410) of the second transport unit (400) also move the cut object (1).
  • one object (1) may be moved per one holding member (410), the present invention is not limited thereto, and may be modified and changed to move multiple objects (1).
  • the holding member (410) of the second transport unit (400) can also move the object (1), for example, by adsorbing it, and the specific shape and structure of the holding member (410) of the second transport unit (400) can be applied substantially identically to the holding member (310) of the first transport unit (300), or can be implemented by modifying or changing it to suit the environment to which the present invention is applied. Therefore, reference is made to the holding member (310) of the first transport unit (300) described above.
  • a plurality of holding members (410) are respectively arranged on a rail (420) at a predetermined interval and move along the rail (420).
  • the rail (420) of the second transport unit (400) may also be, for example, a circular rail.
  • the transport path includes a path along which an object (1) transported by the first transport unit (300) is held by the holding members (410) and transported to a manufacturing unit (500), and a return path along which an empty holding member (410) returns after transporting the object (1) to the manufacturing unit (500).
  • the transport path is a path along which the object moves from the first transport unit (300) to the manufacturing unit (500), and the return path is a path along which the object returns from the manufacturing unit (500) to the first transport unit (300).
  • the transport path for transporting the object (1) may be located lower than the return path for returning the empty holding member (410).
  • the holding surface of the holding member (410) located in the transport path of the second transport unit (400) faces downward.
  • the object (1) is a monocell or a half-cell and the manufacturing unit (500) is a stacking unit that stacks the monocells or half-cells to manufacture an electrode assembly
  • the object (1) (monocell or half-cell) is dropped downward by gravity to the manufacturing unit (500) arranged below the second transport unit (400) and settled on top of the previously stacked object (1) (stacked monocell) to be stacked.
  • the holding member (410) transports the object (1) to the manufacturing unit (500) along the transport path of the rail (420).
  • the holding member (410) drops the object (1) down to the manufacturing unit (500) without holding (not absorbing) the object (1).
  • the empty holding member (410) After supplying the object (1) to the manufacturing unit (500), the empty holding member (410) returns back to the first transport unit (300) along the return path, and then receives the object (1) again and transports it along the transport path.
  • the manufacturing unit (500) manufactures an electrode assembly from the object received from the second transport unit.
  • the manufacturing unit (500) manufactures an electrode assembly from the received object (1).
  • the manufacturing unit (500) may be, for example, a stack unit that manufactures an electrode assembly by stacking monocells and/or half cells.
  • the object (1) is transferred by the first transfer unit (300) and finally delivered to the manufacturing unit (500).
  • a second transfer unit (400) is additionally provided in the path between the first transfer unit (300) and the manufacturing unit (500), so that the object (1) can be transferred to the manufacturing unit (500) in the order of the first transfer unit (300) and the second transfer unit (400).
  • the electrode assembly can also be manufactured by receiving the object (1).
  • the manufacturing unit (500) can directly receive the object (1) from the first transfer unit (300) and manufacture the electrode assembly. That is, in some cases, it can be implemented without the second transfer unit (400).
  • the object (1) may be transferred to the manufacturing unit (500) by including other additional components in addition to the first transfer unit (300) and the second transfer unit (400).
  • a plurality of objects (1) are provided in the form of sheets connected from the supply unit (100).
  • One end of the objects (1) is positioned on the holding surface of the holding member (310) of the first transfer unit (300).
  • the other end of the objects (1) is positioned on the upper surface of the support member (220).
  • the one end of the objects (1) is an end of the objects (1) provided in the form of a sheet, and is an end positioned in the direction in which the objects (1) are moving, and the other end of the objects (1) is an end positioned in the opposite direction to the moving direction.
  • one end of the objects (1) is fixed by the pressing member (230) while being placed on the holding surface of the holding member (310), and the other end of the objects (1) is positioned while being supported by the upper surface of the support member (220), and objects (1) connected in the form of sheets subsequent to the other end of the objects (1) are positioned in the supply unit (100).
  • a cutting unit (200) i.e., cutter (210)
  • cuts a separator between the object (1) and a subsequent object (1) is performed along the line A-A of Fig. 1.
  • the object (1) supplied from the supply unit (10) extends in a straight line in the direction of movement of the upper surface of the conveyor belt of the first transfer unit (30)
  • the object (1) provided in the form of a sheet at the front end (P1) of the cutting unit (20) may be folded.
  • the object (1) cut at the rear end (P2) of the cutting unit (20) is placed on the first transfer unit (30)
  • the object (1) may be folded or misaligned.
  • FIGS. 5 and 6 a plurality of sheet-shaped objects (1) are tilted downward toward the first transfer unit (300), and as shown in FIGS. 7 and 8, the objects (1) are cut while being pulled by a pressure member (230).
  • a plurality of sheet-shaped objects (1) supplied from the supply unit (100) to the cutting unit (200) are positioned on the holding surface of the holding member (310) in a state of being obliquely inclined with respect to the holding surface of the holding member (310) immediately before cutting of the objects (1).
  • the supply unit (100) supplies the objects (1) to the cutting unit (200) so that the objects (1) are in a state of being obliquely inclined.
  • the direction of movement of the objects (1) in the supply unit (100) has an inclination angle that is obliquely inclined downward toward the first transfer unit (300) (more specifically, toward the cutter (210) of the cutting unit (200).
  • the supply belts (110, 120) have an inclination angle that is obliquely inclined downward toward the first transfer unit (300).
  • the object (1) supplied from the supply unit (100) moves along an inclined surface that is inclined downwardly toward the first transfer unit (300). Accordingly, the object (1) supplied from the supply unit (100) to the cutting unit (200) has an inclination angle that is inclined downwardly toward the first transfer unit (300).
  • the present invention is not limited to what is illustrated, and it is sufficient if the plurality of sheet-shaped objects (1) are positioned between the supply unit (100) and the cutting unit (200) while being inclined downward toward the first transfer unit (300), and the present invention can be modified and changed to suit the environment in which it is implemented.
  • the object (1) supplied from the supply unit (100) is positioned on the holding surface of the holding member (310) in a state of being tilted obliquely with respect to the holding surface of the holding member (310) immediately before cutting of the object (1).
  • one end of the object (1) can be pressed by the pressing member (230).
  • the pressing member (230) is also pulled in the direction of the transport path of the first transport unit (300) (right direction in FIG. 6).
  • the folding phenomenon of the plurality of objects (1) in the form of sheets can be prevented. Since the plurality of objects (1) are properly aligned without folding during cutting, miscutting can be prevented, thereby improving the cutting quality and significantly reducing the occurrence of defective products.
  • the objects (1) can be flattened by gravity, compared to the case where they are provided in a horizontal direction in the conventional technology of FIG. 4.
  • the objects (1) can be flattened reliably.
  • FIG. 7 and FIG. 8 are examples of the first embodiment and the second embodiment of FIG. 6, respectively, showing how the pressure member (230) pulls the object (1).
  • the pressurizing member (230) also rotates.
  • the rotation direction of the pressurizing member (230) is the same as the rotation direction of the supply belt (110). That is, since the supply belt (110) in the supply unit (100) is also positioned above the object (1), and the pressurizing member (230) in the cutting unit (200) is also positioned above the object (1), the rotation directions are the same.
  • the rotation speed of the pressurizing member (230) is greater than the supply speed (rotation speed) of the supply belt (110) (similarly, the rotation speed of the pressurizing member (230) is greater than the supply speed (rotation speed) of the corresponding supply belt (120) with only the rotation direction being different).
  • the rotation speed of the pressing member (230) is greater than the rotation speed of the supply belt (110, 120), so the sheet-shaped object (1) is pulled by the rotation of the pressing member (230).
  • one end of the object (1) is pressed onto the holding surface of the holding member (310) by the pressing member (230).
  • [Rotation speed of the pressurizing member (230)]/[supply speed (rotation speed) of the supply belt (110, 120)] may be, for example, greater than 1 and less than or equal to 1.2. Or, for example, may be greater than or equal to 1.02 and less than or equal to 1.08.
  • the pressurizing member (230) may be, for example, a nip roller.
  • a driving means (not shown) for rotating the pressurizing member (230) may be coupled to the pressurizing member (230), and the driving means may be, for example, a servo motor.
  • the rotation speed, rotation time, pressurization degree, pressurization time interval, and the like of the pressurizing member (230) may be variously applied according to the environment in which the present invention is implemented.
  • the pressurizing member (230) may not rotate, but may move linearly in the direction of the transport path of the object (1) while pressing the object (1). Immediately after cutting the object (1) with the cutter (210), the pressurizing member (230) returns to its original state.
  • the pressurizing member (230) may be implemented in the form of a non-rotating nip roller, but is not necessarily limited thereto, and any form and structure that pressurizes the object (1) but does not damage the object (1) is sufficient.
  • a driving means (not shown) is coupled to the pressurizing member (230).
  • the rotation speed, rotation time, pressurizing degree, pressurizing time interval, etc. of the pressurizing member (230) may be variously applied according to the environment in which the present invention is implemented.
  • the object (1) is cut by the cutting unit (200) and at the same time, the object (1) positioned in a state of being tilted upward on the holding surface of the holding member (310) is settled on the holding surface of the holding member (310) without folding along the circumferential direction with one end of the object (1) as the central axis by gravity.
  • the inclination angle of the movement path of the object (1) in the supply unit (100) is, for example, an inclination angle greater than 0 degrees and less than 90 degrees, or greater than 5 degrees and less than 45 degrees, or greater than 10 degrees and less than 30 degrees, based on the movement path of the object (1) in the movement path of the first transfer unit (300).
  • the inclination angle can be adjusted and applied in various ways according to the type of the object (1), the movement speed of the object (1), the environment in which the present invention is implemented, etc.
  • Fig. 9 is a schematic drawing illustrating an example of a holding member included in Fig. 5.
  • Fig. 10 is a cross-sectional view of the suction portion of the holding member illustrated in Fig. 9 as viewed from the front.
  • the holding member (310) of the present embodiment may be provided as a suction device that applies a gas suction method.
  • the holding member (310) includes a support member (311) that moves the holding member (310) and supports the suction member (312), and an suction member (312) that is temporarily attached (absorbed) to the object (1) by suctioning gas.
  • One end of the support member (311) located on the rail (32) side may be provided with a driving means (e.g., a wheel) that can move the holding member (310) along the rail (32).
  • the driving means may be anything that can move the holding member (310), and various driving means may be applied.
  • An adsorption part (312) may be positioned at the other end of the support part (311).
  • the adsorption part (312) may include a plurality of adsorption holes (312a) so as to be able to adsorb, lift, and move the object (1).
  • the plurality of adsorption holes (312a) are connected to a suction pipe (312b), and external air may be sucked from the adsorption holes (312a) through the suction pipe (312b) to adsorb the object (1).
  • These plurality of adsorption holes (312a) may be evenly distributed over the entire adsorption surface of the adsorption part (312) so that the object (1) does not fold during movement.
  • the adsorption holes (312a) may be arranged in a grid shape over the entire adsorption surface of the adsorption part (312), or may be arranged along a plurality of straight lines arranged in a row or radially, or may be arranged along a plurality of concentric circles, and the like, and may be applied in various ways, such as by modifying and changing them.
  • FIG. 11 is a drawing showing another example of the holding member of FIG. 9.
  • the holding member (310) of FIG. 11 is a suction device that applies a gas suction method and may be provided as a bellow-type suction cup.
  • the bellow-type holding member (310) can suck gas through a suction hole that is opened downward.
  • the bellow-type suction cup may be provided so that its cross-section has a reverse taper shape as shown in FIG. 11(a), or may be provided so as to have a buffering effect that responds to an external force and minimizes damage to the object (1) by forming wrinkles on the circumference as shown in FIG. 11(b).
  • the above-described bellow-type suction cup may be provided in one holding member (310) as needed, or may be provided in multiples to cover a wider area.
  • the holding member (310) when explaining the holding member (310), the explanation is centered on the holding member (310) having a gas suction function.
  • the holding member (310) may be provided without a gas suction function, and for example, the holding member (310) may be provided in the form of a clamp or gripper that holds and fixes the object (1) and moves it, and may be variously modified and changed to suit the environment to which the present invention is applied.
  • each of the first transfer unit (300) and the second transfer unit (400) of FIG. 5 includes a plurality of holding members (310, 320) and rails (320, 420) has been exemplarily described with reference to FIGS. 5 to 11, but the present invention is not limited to the above-described case, and various modifications and changes are possible, such as the first transfer unit (300) and the second transfer unit (400) each being implemented as a conveyor belt.
  • Figure 12 is a schematic diagram of an electrode assembly manufacturing device according to another embodiment of the present invention.
  • the manufacturing unit (500) can directly receive the object (1) from the first transfer unit (300) and manufacture the electrode assembly. That is, the object (1) can be directly transferred from the first transfer unit (300) to the manufacturing unit (500) without going through the second transfer unit (400), thereby manufacturing the electrode assembly.
  • an electrode assembly is manufactured by receiving a target object (1) from another unit interposed between the first transfer unit (300) and the manufacturing unit (500).
  • the transport path of the first transport unit (300) refers to the embodiment of Fig. 5.
  • the manufacturing unit (500) may be arranged, for example, below the first transport unit (300). This is to provide the object (1) by dropping downwards by gravity from the lower rail of the first transport unit (300) to the manufacturing unit (500). More specifically, when the object (1) is a monocell or a half-cell and the manufacturing unit (500) is a stacking unit that stacks the monocells or half-cells to manufacture an electrode assembly, the object (1) (monocell or half-cell) is dropped downwards by gravity to the manufacturing unit (500) arranged below the first transport unit (300) and settled on the previously stacked object (1) (stacked monocell) to be stacked. After supplying the object (1) to the manufacturing unit (500), the empty holding member (310) of the first transport unit (300) returns along the return path toward the supply unit (100) and cutting unit (200), holds the object (1), and then moves along the transport path again.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치는, 시트 형태의 복수 개의 대상물을 공급하는 공급 유닛, 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물을 각각의 대상물 별로 컷팅하는 컷팅 유닛, 및 상기 컷팅된 대상물을 이송하는 이송 경로를 포함하는 제1 이송 유닛을 포함하고, 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물은 상기 제1 이송 유닛을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태에서 컷팅된다.

Description

전극 조립체 제조 장치
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2023년 6월 7일자 한국 특허 출원 제10-2023-0073172호 및 2024년 5월 21일자 한국 특허 출원 제10-2024-0065595호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 전극 조립체 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전극 조립체 제조 공정에서 보다 정밀한 컷팅 및 이송을 가능하게 하고 전극 조립체의 불량 발생을 방지할 수 있도록 한 전극 조립체 제조 장치에 관한 것이다.
현대 사회에서는 휴대폰, 노트북, 캠코더, 디지털 카메라 등의 휴대형 기기의 사용이 일상화되면서, 상기와 같은 모바일 기기와 관련된 분야의 기술에 대한 개발이 활발해지고 있다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량 등의 대기 오염 등을 해결하기 위한 방안으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기 자동차(P-HEV) 등의 동력원으로 이용되고 있는 바, 이차 전지에 대한 개발의 필요성이 높아지고 있다. 아울러, 이차 전지를 탑재한 에너지 저장 장치(ESS)의 수요도 계속 높아지고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 충, 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점이 있어 가장 많은 주목을 받고 있다.
이차 전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
우선, 이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 한다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤형(권취형) 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체 등을 들 수 있다. 최근에는, 상기 젤리-롤형 전극 조립체 및 스택형 전극 조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 스택/폴딩형 전극 조립체가 개발되기도 하였다.
또한, 이러한 전극 조립체는 하나의 양극과 음극을 가지는 모노셀을 복수 개로 적층하고 최외각에 하프셀을 적층하는 방식 등으로 제조된다.
도 1은 컷팅 전의 시트 형태로 제공되는 대상물(1)의 개략도이다. 대상물(1)은 예를 들어 모노셀 또는 하프셀일 수 있다. 모노셀은 예를 들어 분리막 시트(2) - 양극(3) - 분리막 시트(2) - 음극(3) 또는 분리막 시트(2) - 음극(3) - 분리막 시트(2) - 양극(3)의 순서로 적층된 후, 이웃하는 전극(양극, 음극)(2) 사이의 분리막 시트(1)를 컷팅하는 방식으로 제조될 수 있다. A-A 선은 시트 형태로 제공되는 모노셀이 정상적으로 컷팅되는 경우를 도시하고, B-B 선은 시트 형태로 제공되는 모노셀이 불량으로 컷팅되는 경우를 도시한다.
도 2는 종래의 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다. 종래의 전극 조립체 제조 장치는 공급 유닛(10), 컷팅 유닛(20), 가압 부재(23), 제1 이송 유닛(30), 및 제2 이송 유닛(40) 및 적층 유닛(50)을 포함한다.
공급 유닛(10)은 복수 개의 대상물(1)(예를 들어, 모노셀 또는 하프셀)을 시트 형태로 제공한다. 복수 개의 대상물(1)은 서로 연결되어 시트 형태로 제작되고 롤 타입으로 권취되어 있다가 공급 유닛(10)에서 다시 권출되면서 제공될 수 있다. 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)은 컷팅 유닛(20)의 컷터(21)에 의하여 각각의 대상물 별로(즉, 하나의 대상물로 분리되도록) 컷팅되고, 후속하여 제1 이송 유닛(30)으로 이동한다. 가압 부재(23)는 컷팅 유닛(20)의 후단 및 제1 이송 유닛(30)의 전단에 위치한다. 가압 부재(23)로 시트 형태의 대상물(1)을 누른 다음, A-A 선(도 1 참조)을 따라 컷팅 유닛(20)의 컷터(21)로 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)을 각각의 대상물(1) 별로 컷팅한다. 컷팅된 대상물(1)은 제1 이송 유닛(30)을 따라 이동한 다음, 제2 이송 유닛(40)로 이동한다. 제2 이송 유닛(40)은 적층 유닛(50) 위에 배치되고, 적층 유닛(50) 상으로 대상물(1)을 공급한다. 그에 따라 대상물(1)이 적층되어 전극 조립체가 제조된다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 예를 들어 시트 형태로 제공되는 대상물(1)이 접힌 채로 컷팅 유닛(20)에 제공되는 경우가 있을 수 있다. 이 때, 컷팅 유닛(20)으로 접힌 대상물(1) 시트를 컷팅하게 되면, B-B 선과 같이 대상물(1)의 불량이 발생할 수 있다. 이러한 도 1의 B-B 선과 같이 대상물(1)의 불량이 발생하는 경우에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
도 3은 도 2의 점선 부분의 확대도이다. 컷팅 유닛(20)의 전단(P1)에서 상술한 바와 같이 시트 형태로 제공되는 대상물(1)이 접히는 경우가 발생할 수 있다. 도 4는 대상물(1)이 접히는 현상이 발생하게 되는 이유를 예를 들어 개략적으로 설명한다. 선행하는 대상물(1)(1a)이 컷팅 유닛(20)이나 가압 부재(23) 등으로 인하여 진행 방향으로 완전히 전진하지 않은 경우에, 후행하는 대상물(1)(1b)이 공급 유닛(10)에 의하여 이동하거나 공기의 흐름(화살표로 도시) 등으로 인하여 미처 진행 방향으로 완전히 전진하지 못할 수 있다. 이러한 경우, 상대적으로 두께가 얇은 분리막(2) 만이 존재하는 부분에 접힘 현상 등이 발생할 수 있다.
또는, 대상물(1) 시트가 A-A 선과 같이 정상적으로 컷팅되더라도, 컷팅된 대상물(1)을 이송하는 과정에서 정렬(alignment)이 틀어지는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어 도 3의 컷팅 유닛(20)의 후단(P2)에서 대상물(1)이 제1 이송 유닛(30)에 안착될 때에, 대상물(1)의 정렬이 틀어질 수도 있다. 컷팅 유닛(20)의 후단(P2)에서 대상물(1)의 전면이 제1 이송 유닛(30) 상에 제대로 안착되지 못하고, 컷팅 유닛(20)과 제1 이송 유닛(30) 사이의 벌어진 틈으로 대상물(1)의 일부가 떨어질 수 있다. 이는 컷팅된 대상물(1)이 제1 이송 유닛(30) 상에 안착될 때에 대상물(1)이 접히거나, 정렬의 틀어짐을 유발할 수 있다. 이렇게 정렬이 틀어진 채로 대상물(1)이 적층되는 경우에도 제조되는 전극 조립체에 불량이 발생할 수 있다.
본 발명은 전극 조립체 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 전극 조립체 제조 공정에서 보다 정밀한 컷팅 및 이송을 가능하게 하고 전극 조립체의 불량 발생을 방지할 수 있도록 한 전극 조립체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치는, 시트 형태의 복수 개의 대상물을 공급하는 공급 유닛, 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물을 각각의 대상물 별로 컷팅하는 컷팅 유닛, 및 상기 컷팅된 대상물을 이송하는 이송 경로를 포함하는 제1 이송 유닛을 포함하고, 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물은 상기 제1 이송 유닛을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태에서 컷팅될 수 있다.
상기 공급 유닛에서 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물은 상기 제1 이송 유닛을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 경사면을 따라 이동할 수 있다.
상기 컷팅 유닛은, 상기 공급 유닛에서 공급되는 상기 대상물의 일단부를 상기 제1 이송 유닛에서의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면 상으로 가압하는 가압 부재, 및 상기 가압 부재가 상기 대상물의 상기 일단부를 가압할 때, 상기 대상물의 일단부를 컷팅하는 컷터를 포함하고, 상기 대상물의 일단부는 상기 이송 방향을 향하는 단부이고 상기 대상물의 타단부는 상기 이송 방향의 반대 쪽으로 향하는 단부일 수 있다.
상기 가압 부재는, 상기 컷터가 상기 대상물의 일단부를 컷팅하기 직전에 상기 대상물을 상기 이송 방향으로 당겨주면서 상기 대상물을 가압할 수 있다.
상기 가압 부재는 상기 대상물을 가압하면서 회전하고, 상기 가압 부재의 회전 속도는 상기 공급 유닛의 공급 속도보다 더 클 수 있다.
상기 가압 부재의 회전 속도 대 상기 공급 유닛의 공급 속도의 비는 1 초과 1.2 이하일 수 있다.
상기 가압 부재는 상기 대상물을 가압하면서 상기 대상물의 이동 방향으로 이동하였다가, 상기 대상물의 컷팅 직후 원상태로 복귀할 수 있다.
상기 공급 유닛은 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물을 지지하여 이동시키는 공급 벨트이고, 상기 가압 부재는 닙 롤러일 수 있다.
상기 제1 이송 유닛은 순환형으로서 상기 컷팅된 대상물을 이송하는 이송 경로 및 상기 대상물을 전달하고 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함할 수 있다.
상기 제1 이송 유닛은 복수 개의 홀딩 부재 및 상기 복수 개의 홀딩 부재의 이동 경로인 레일을 포함하고, 각각의 홀딩 부재는 상기 컷팅된 대상물을 하나 또는 복수 개로 홀딩할 수 있다.
상기 홀딩 부재는 기체 흡입 방식으로 상기 대상물의 전면을 홀딩하는 흡착부 및 상기 흡착부를 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 흡착부는 상기 대상물이 흡착되는 흡착면에 복수 개의 흡착홀을 포함하는 흡착 플레이트일 수 있다.
상기 제1 이송 유닛으로부터 직접적으로 또는 사이에 개재한 다른 유닛으로부터 전달받은 상기 대상물로부터 전극 조립체를 제조하는 제조 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제조 유닛은 모노셀 및/또는 하프셀을 적층하는 적층 유닛일 수 있다.
상기 제1 이송 유닛과 상기 제조 유닛의 이송 경로 사이에 개재한 제2 이송 유닛을 더 포함하고, 상기 제2 이송 유닛은 순환형으로서 상기 제1 이송 유닛으로부터 전달받은 상기 대상물을 상기 제조 유닛으로 이송하는 이송 경로 및 상기 대상물을 전달하고 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함할 수 있다.
상기 제1 이송 유닛의 이송 경로는 상기 제1 이송 유닛의 상부에 위치하고, 상기 제2 이송 유닛의 이송 경로는 상기 제2 이송 유닛의 하부에 위치하고, 상기 제1 이송 유닛의 이송 경로의 끝단과 상기 제2 이송 유닛의 이송 경로의 시작단은 서로 중첩될 수 있다.
상기 제1 이송 유닛의 홀딩 부재의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면과 상기 제2 이송 유닛의 홀딩 부재의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면이 서로 마주보는 상태에서 상기 대상물이 전달될 수 있다.
상기 제2 이송 유닛은 복수 개의 홀딩 부재 및 상기 복수 개의 홀딩 부재의 이동 경로인 레일을 포함하고, 각각의 홀딩 부재는 상기 컷팅된 대상물을 하나 또는 복수 개로 홀딩할 수 있다.
상기 홀딩 부재는 기체 흡입 방식으로 상기 대상물의 전면을 홀딩하는 흡착부 및 상기 흡착부를 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 흡착부는 상기 대상물이 흡착되는 흡착면에 복수 개의 흡착홀을 포함하는 흡착 플레이트일 수 있다.
상기 대상물은 모노셀 또는 하프셀일 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 조립체 제조 공정에서 보다 정밀한 컷팅 및 이송을 가능하게 할 수 있다. 그에 따라, 전극 조립체의 생산 효율을 극대화하고, 생산된 전극 조립체의 품질도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 컷팅 전의 시트 형태로 제공되는 대상물의 개략도이다.
도 2는 종래의 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2의 전극 조립체 제조 장치의 부분 확대도이다.
도 4는 시트 형태로 제공되는 대상물이 접히는 현상이 발생하게 되는 이유를 예시적으로 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다.
도 6은 도 5의 전극 조립체 제조 장치의 부분 확대도이다.
도 7 및 도 8 각각은 도 6의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태로서, 가압 부재가 대상물을 잡아당기는 방식을 예시적으로 도시한다.
도 9는 도 5에 포함된 홀딩 부재의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 홀딩 부재의 흡착부의 단면도이다.
도 11은 도 9의 홀딩 부재의 다른 예시를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에 대해 도면들을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다. 도 6은 도 5의 전극 조립체 제조 장치의 부분 확대도이다.
도 5의 전극 조립체 제조 장치는 공급 유닛(100), 컷팅 유닛(200), 제1 이송 유닛(300), 제2 이송 유닛(400), 및 제조 유닛(500)을 포함한다.
공급 유닛(100)은 예를 들어 시트 형태로 제작되어 하나로 연결된 복수 개의 대상물(1)을 제공한다. 대상물(1)은 예를 들어 모노셀일 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 모노셀을 제공함에 한정되지 않고, 예를 들어 하프셀 등을 제공하는 공정에도 적용될 수도 있는 등, 본 발명이 적용되는 다양한 환경에 맞게 변형, 변경할 수 있다.
공급 유닛(100)은 예를 들어 한 쌍의 공급 벨트(110, 120)를 포함할 수 있다. 공급 벨트(110, 120)는 시트 형태의 복수 개의 대상물을 지지하여 이동시킬 수 있다. 한 쌍의 공급 벨트(110, 120)는 서로 마주보고 배치되어 있다. 시트 형태의 대상물(1)이 한 쌍의 공급 벨트(110, 120) 사이로 이동한다. 한 쌍의 공급 벨트(110, 120)는 서로 반대 방향으로 순환하고, 서로 마주보는 면이 컷팅 유닛(200)으로 향하도록 순환한다. 한 쌍의 공급 벨트(110, 120) 각각은 예를 들면 컨베이어 벨트일 수 있다. 또한, 한 쌍의 공급 벨트(110, 120)는 예를 들면 서보 모터로 구동되는 것일 수 있다.
한편, 본 발명은 도시된 바에 한정되지 않고, 경우에 따라서는, 하나의 공급 벨트(110)만을 제공되어, 공급 벨트(110)위에 시트 형태의 대상물(1)이 위에 안착되어 이돌하고 롤러 등으로 대상물(1) 위를 가압하는 방식으로 구현할 수도 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다.
컷팅 유닛(200)은 공급 유닛(100)의 끝단(후단) 및 이송 유닛(300)의 시작단(전단)에 배치된다. 컷팅 유닛(200)은 공급 유닛(100)으로부터 공급되는 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)을 각각의 대상물(1) 별로 컷팅한다. 이 때, 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)은 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태에서 컷팅된다. 컷팅 유닛(200)에 의하여 컷팅된 대상물(1)은 제1 이송 유닛(300)에 의하여 이송되고, 제조 유닛(500)으로 최종적으로 전달된다.
컷팅 유닛(200)은 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)을 각각의 대상물(1) 별로 컷팅하는 컷터(210)를 포함하고, 받침 부재(220)를 추가적으로 포함할 수 있다. 공급 유닛(100)에서 배출되는 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)의 하면을 받침 부재(220)의 상면으로 지지할 수 있다. 또한, 컷팅 유닛(200)은 컷터(210)의 후단에 배치되어 대상물(1)의 상면을 가압하는 가압 부재(230)를 포함한다. 가압 부재(230)는 예를 들면 닙 롤러일 수 있다. 그러나, 본 발명의 가압 부재(230)는 이에 한정되지 않고, 가압 부재(230)가 대상물(1)을 가압하여 고정할 수 있는 것이면 충분하고 본 발명이 구현되는 환경에 맞게 다양하게 선택하여 적용할 수 있다.
컷팅 유닛(200)의 동작에 관하여는 도 6 등을 참조하여 자세히 후술한다.
제1 이송 유닛(300)은 예를 들면 복수 개의 홀딩 부재(310) 및 홀딩 부재(310)가 이동하는 레일(320)을 포함한다. 홀딩 부재(310)는 컷팅된 대상물(1)을 이동시킨다. 한 개의 홀딩 부재(310) 당 한 개의 대상물(1)을 이동시킬 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 여러 개의 대상물(1)을 이동시킬 수도 있는 등 변형, 변경하여 적용할 수 있다. 홀딩 부재(310)는 대상물(1)을 예를 들어 흡착하여 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 홀딩 부재(310)는 홀딩면에 대상물(1)을 흡착할 수 있는 흡착부(312, 도 9 참조)를 포함하고, 흡착부(312)는 예를 들면 플레이트 형상을 가질 수 있다. 흡착부(312)는 복수 개의 흡착홀(312a)을 포함한다. 플레이트 형상의 흡착부(312)의 홀딩면에 복수 개의 흡착홀(312, 도 10 참조)에 의하여 대상물(1)이 흡착될 수 있다. 홀딩 부재(310)의 그 밖의 형상 및 구조에 관하여는 도 9 내지 도 11의 예시를 참조하여 후술한다.
복수 개의 홀딩 부재(310)는 각각이 소정의 간격으로 레일(320) 상에 배치되어 레일(320)을 따라 이동한다. 레일(320)은 예를 들어 순환형 레일일 수 있다. 컷팅 유닛(200)에 의해 컷팅된 대상물(1)을 홀딩 부재(310)로 홀딩하여 제2 이송 유닛(400)으로 이송하는 이송 경로 및 대상물(1)을 제2 이송 유닛(400)으로 전달하고 난 빈(empty) 홀딩 부재(310)가 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함한다. 이송 경로는 공급 유닛(100)으로부터 제2 이송 유닛(400)으로 이동하는 경로이고, 복귀 경로는 제2 이송 유닛(400)으로부터 공급 유닛(100)으로 다시 돌아오는 경로이다. 제1 이송 유닛(300)에서, 상부 경로가 이송 경로에 해당할 수 있고, 하부 경로가 복귀 경로에 해당할 수 있다.
제1 이송 유닛(300)의 레일(320)에서, 대상물(1)을 이송하는 이송 경로는 빈 홀딩 부재(310)가 복귀하는 복귀 경로보다 상부에 위치할 수 있다. 또한, 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로에 위치한 홀딩 부재(310)의 홀딩면은 위를 향한다. 이는, 공급 유닛(100)으로부터 공급되는 대상물(1)이 중력에 의하여 아래 방향으로 떨어져서 이송 경로에 위치한 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 안착되도록 하기 위함이다. 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 안착된 대상물(1)은 이송 경로를 따라 이동하여 제2 이송 유닛(400)으로 전달된다.
제2 이송 유닛(400)도 제1 이송 유닛(300)과 마찬가지로 복수 개의 홀딩 부재(410) 및 홀딩 부재(410)가 이동하는 레일(420)을 포함한다. 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)도 컷팅된 대상물(1)을 이동시킨다. 한 개의 홀딩 부재(410) 당 한 개의 대상물(1)을 이동시킬 수도 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 여러 개의 대상물(1)을 이동시킬 수도 있는 등 변형, 변경하여 적용할 수 있다. 또한, 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)도 대상물(1)을 예를 들어 흡착하여 이동시킬 수 있고, 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)에 관한 구체적인 형상 및 구조는 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)와 실질적으로 동일하게 적용하거나 본 발명이 적용되는 환경에 맞게 일부 변형, 변경하여 구현할 수 있으므로, 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)에 관하여 상술한 바를 참조한다.
한편, 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로의 끝단과 제2 이송 유닛(400)의 이송 경로의 시작단은 서로 중첩(오버랩)된다. 이 때, 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)의 위를 향하는 홀딩면과 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)의 아래를 향하는 홀딩면이 서로 마주보게 된다. 그에 따라, 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 위치한 대상물(1)은, 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로의 끝단에서(제2 이송 유닛(400)의 이송 경로의 시작단과 중첩되는 부분에서) 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)의 아래를 향하는 홀딩면 상으로 전달된다.
복수 개의 홀딩 부재(410)는 각각이 소정의 간격으로 레일(420) 상에 배치되어 레일(420)을 따라 이동한다. 제2 이송 유닛(400)의 레일(420)도 예를 들어 순환형 레일일 수 있다. 제1 이송 유닛(300)에 의해 이송된 대상물(1)을 홀딩 부재(410)로 홀딩하여 제조 유닛(500)으로 이송하는 이송 경로 및 대상물(1)을 제조 유닛(500)으로 전달하고 난 빈(empty) 홀딩 부재(410)가 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함한다. 이송 경로는 제1 이송 유닛(300)으로부터 제조 유닛(500)으로 이동하는 경로이고, 복귀 경로는 제조 유닛(500)으로부터 제1 이송 유닛(300)으로 다시 돌아오는 경로이다.
제2 이송 유닛(400)의 레일(420)에서, 대상물(1)을 이송하는 이송 경로는 빈 홀딩 부재(410)가 복귀하는 복귀 경로보다 하부에 위치할 수 있다. 또한, 제2 이송 유닛(400)의 이송 경로에 위치한 홀딩 부재(410)의 홀딩면은 아래를 향한다.
이는, 제2 이송 유닛(400)의 아래에 배치된 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 중력에 의하여 아래 방향으로 떨어뜨려 제공하기 위함이다. 예를 들면, 대상물(1)이 모노셀이나 하프셀이고, 제조 유닛(500)이 해당 모노셀이나 하프셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 적층 유닛인 경우에, 제2 이송 유닛(400)의 아래에 배치된 제조 유닛(500)으로 대상물(1)(모노셀 또는 하프셀)이 중력에 의하여 아래 방향으로 떨어져서 기 적층된 대상물(1)(적층된 모노셀)의 위로 안착되어 적층되도록 한다.
홀딩 부재(410)는 레일(420)의 이송 경로를 따라 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 이송한다. 홀딩 부재(410)가 제조 유닛(500) 위에 위치하게 되면, 홀딩 부재(410)가 대상물(1)을 홀딩하지 않고(흡착하지 않고) 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 아래로 떨어뜨린다. 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 공급하고 난 빈 홀딩 부재(410)는 복귀 경로를 따라 다시 제1 이송 유닛(300) 쪽으로 돌아온 다음, 다시 대상물(1)을 전달받아 이송 경로를 따라 이송한다. 또한, 제조 유닛(500)에서는 상기 제2 이송 유닛으로부터 전달받은 상기 대상물로부터 전극 조립체를 제조한다.
제조 유닛(500)은 전달받은 대상물(1)로부터 전극 조립체를 제조한다. 제조 유닛(500)은 예를 들어 모노셀 및/또는 하프셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 적층 유닛(stack unit)일 수 있다.
대상물(1)은 제1 이송 유닛(300)에 의하여 이송되어 제조 유닛(500)으로 최종적으로 전달된다. 이 때, 도 5의 실시예에서 상술한 바와 같이 제1 이송 유닛(300)과 제조 유닛(500) 사이의 경로에 제2 이송 유닛(400)이 추가로 구비되어, 제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400)의 순서로 대상물(1)을 제조 유닛(500)으로 전달될 수 있다. 을 전달받아 전극 조립체를 제조할 수도 있다. 변형 실시예로서, 후술하는 도 12의 실시예에서 제조 유닛(500)은 제1 이송 유닛(300)으로부터 직접적으로 대상물(1)을 전달받아 전극 조립체를 제조할 수 있다. 즉, 경우에 따라서는, 제2 이송 유닛(400) 없이 구현될 수도 있다. 또는 본 발명의 실시예에 도시하지는 않았지만 제1 이송 유닛(300)과 제2 이송 유닛(400) 외에도 그 밖의 다른 추가 구성요소를 포함하여 대상물(1)을 제조 유닛(500)으로 전달할 수도 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 공급 유닛(100)으로부터 복수 개의 시트 형태로 제공되는 대상물(1)이 컷팅 유닛(200)에 의하여 각각의 대상물(1) 별로 컷팅되어 제1 이송 유닛(300)으로 전달되는 경우에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.
우선, 공급 유닛(100)으로부터 대상물(1)이 복수 개로 연결된 시트 형태로 제공된다. 대상물(1)의 일단부가 제1 이송 유닛(300)의 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 위치한다. 또한, 대상물(1)의 타단부는 받침 부재(220)의 상면에 위치한다. 여기서, 대상물(1)의 일단부는 시트 형태로 제공되는 대상물(1)의 끝단으로서, 대상물(1)의 진행 방향에 위치하는 단부이고, 대상물(1)의 타단부는 상기 진행 방향과 반대 방향에 위치한 단부이다. 정리하면, 대상물(1)의 일단부는 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 놓인 상태로 가압 부재(230)로 고정되고, 대상물(1)의 타단부는 받침 부재(220)의 상면으로 지지된 상태로 위치하되 대상물(1)의 타단부에 후속하여 시트 형태로 연결된 대상물(1)들이 공급 유닛(100)에 위치하고 있다. 대상물(1)의 양단부가 상술한 방식으로 지지된 상태에서 컷팅 유닛(200)(즉, 컷터(210))로 대상물(1)과 후속하는 대상물(1) 사이의 분리막을 컷팅한다. 즉, 도 1의 A-A 선을 따라 컷팅한다.
이 때, 공급 유닛(100)으로부터 공급되는 대상물(1)이 컷팅 유닛(200)에 의하여 컷팅되어 홀딩 부재(310)의 홀딩면 위로 안착될 때에, 대상물(1)이 접히지 않는 것이 중요하다.
가령, 도 3 및 도 4에서 상술한 바와 같이, 공급 유닛(10)에서 공급되는 대상물(1)의 이동 방향이 제1 이송 유닛(30)의 컨베이어 벨트의 상면의 이동 방향으로 일직선으로 연장되는 경우에, 컷팅 유닛(20)의 전단(P1)에서 시트 형태로 제공되는 대상물(1)이 접히는 경우가 발생할 수 있다. 또는, 컷팅 유닛(20)의 후단(P2)에서 컷팅된 대상물(1)이 제1 이송 유닛(30) 상에 안착될 때에 대상물(1)이 접히거나, 정렬의 틀어짐을 유발할 수 있다.
도 3 및 도 4에서 상술한 종래 기술의 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)이 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어지고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가압 부재(230)에 의하여 대상물(1)이 잡아당겨지는 상태에서 컷팅된다.
우선, 공급 유닛(100)으로부터 컷팅 유닛(200)으로 공급되는 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)은, 대상물(1)의 컷팅 직전에, 홀딩 부재(310)의 홀딩면 위에 홀딩 부재(310)의 홀딩면을 기준으로 비스듬히 기울어진 상태로 위치한다. 공급 유닛(100)은, 대상물(1)이 비스듬히 기울어진 상태가 되도록, 대상물(1)을 컷팅 유닛(200)으로 공급한다. 이를 위하여, 공급 유닛(100)에서의 대상물(1)의 이동 방향은 제1 이송 유닛(300)을 향하여(보다 상세하게는 컷팅 유닛(200)의 컷터(210)을 향하여) 하방으로 비스듬히 기울어진 경사각을 갖는다. 예를 들어, 공급 벨트(110, 120)는 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 경사각을 갖는다. 공급 유닛(100)에서 공급되는 대상물(1)은 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 경사면을 따라 이동한다. 그에 따라 공급 유닛(100)으로부터 컷팅 유닛(200)으로 공급되는 대상물(1)은 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 경사각을 갖는다.
한편, 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)이 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태에서 컷팅되기 위하여, 도 5 및 도 6의 공급 유닛(100)에서의 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)이 이동 경로가 비스듬히 기울어진 경우를 도시하고 있다. 그러나, 본 발명은 도시된 바에 한정되지 않고, 공급 유닛(100)과 컷팅 유닛(200) 사이의 위치에서, 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)이 제1 이송 유닛(300)을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태로만 위치하면 충분하고, 본 발명이 구현되는 환경에 맞게 변형, 변경이 가능하다.
한편, 상술한 바와 같이, 공급 유닛(100)으로부터 공급되는 대상물(1)은, 대상물(1)의 컷팅 직전에, 홀딩 부재(310)의 홀딩면 위에 홀딩 부재(310)의 홀딩면을 기준으로 비스듬히 기울어진 상태로 위치한다. 이 때, 대상물(1)의 일단부는 가압 부재(230)로 가압될 수 있다. 또한, 가압 부재(230)로 대상물(1)의 일단부를 홀딩 부재(310)의 홀딩면으로 가압함과 동시에 가압 부재(230)를 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로 방향(도 6의 우측 방향)으로도 잡아당긴다.
그에 따라, 컷팅 유닛(200)의 전단(P1)에서, 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)의 접힘 현상이 방지될 수 있다. 복수 개의 대상물(1)이 컷팅 시에 접히지 않고 제대로 정렬되므로, 오컷팅을 방지하여 컷팅 품질을 향상시키고 불량품 발생을 현저히 감소시킬 수 있다.
부연하면, 공급 유닛(100)으로부터 인출되는 시트 형태의 복수 개의 대상물(1)이 제1 이송 유닛(300)을 향하여(보다 상세하게는 컷팅 유닛(200)의 컷터(210)을 향하여) 하방으로 비스듬히 기울어진 경사각을 갖는 상태로 제공되므로, 도 4의 종래 기술에서의 수평 방향으로 제공되는 경우 대비, 중력에 의하여 대상물(1)이 편평하게 펴질 수 있다. 또한, 이 때, 가압 부재(230)로 대상물(1)의 일단부를 홀딩 부재(310)의 홀딩면으로 가압함과 동시에 가압 부재(230)를 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로 방향(도 6의 우측 방향)으로도 잡아당기므로, 대상물(1)이 확실하게 편평하게 펴질 수 있다.
도 7 및 도 8 각각은 도 6의 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태로서, 가압 부재(230)가 대상물(1)을 잡아당기는 방식을 예시적으로 도시한다.
먼저, 도 7을 참조하면, 가압 부재(230)도 회전한다. 이 때, 가압 부재(230)의 회전 방향은 공급 벨트(110)의 회전 방향과 동일하다. 즉, 공급 유닛(100)에서 공급 벨트(110)도 대상물(1) 위에 위치하고, 컷팅 유닛(200)에서 가압 부재(230)도 대상물(1) 위에 위치하므로, 회전 방향이 서로 동일한 것이다. 그러나, 가압 부재(230)의 회전 속도는 공급 벨트(110)의 공급 속도(회전 속도)보다 더 크다(마찬가지로, 가압 부재(230)의 회전 속도는 회전 방향만 다를 뿐 대응하는 공급 벨트(120)의 공급 속도(회전 속도)보다 더 크다).
부연하면, 공급 유닛(100)의 공급 벨트(110,120)의 회전으로 시트 형상의 대상물(1)을 밀어줄 때에, 가압 부재(230)의 회전 속도는 공급 벨트(110,120)의 회전 속도보다 더 크므로, 가압 부재(230)의 회전으로 시트 형상의 대상물(1)을 당겨주게 되는 것이다. 물론, 이 때, 상술한 바와 같이 가압 부재(230)로 대상물(1)의 일단부를 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상으로 가압하는 것은 물론이다.
[가압 부재(230)의 회전 속도]/[공급 벨트(110,120)의 공급 속도(회전 속도)]는 예를 들어 1 초과 1.2 이하일 수 있다. 또는 예를 들어 1.02이상 1.08이하 일 수 있다. 가압 부재(230)는 예를 들어 닙 롤러일 수 있다. 가압 부재(230)에는 가압 부재(230)를 회전시키는 구동 수단(미도시)이 결합될 수 있고, 구동 수단은 예를 들어 서보 모터일 수 있다. 가압 부재(230)의 회전 속도, 회전 시간, 가압 정도, 가압 시간간격 등은 본 발명이 구현되는 환경에 맞게 다양하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 가압 부재(230)는 회전하지 않는 대신, 대상물(1)을 가압한 상태에서 대상물(1)의 이송 경로 방향으로 선형으로(linear) 이동하는 것일 수 있다. 대상물(1)을 컷터(210)로 컷팅한 직후에는 가압 부재(230)는 다시 원상태로 복귀한다. 가압 부재(230)는 회전하지 않는 닙 롤러 형태로 구현될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 대상물(1)을 가압하되 대상물(1)에 손상을 가하지 않는 형태 및 구조이면 충분하다. 마찬가지로, 가압 부재(230)에는 구동 수단(미도시)이 결합된다. 마찬가지로, 가압 부재(230)의 회전 속도, 회전 시간, 가압 정도, 가압 시간간격 등은 본 발명이 구현되는 환경에 맞게 다양하게 적용될 수 있다.
또한, 컷팅 유닛(200)의 후단(P2)에서는, 대상물(1)이 컷팅 유닛(200)에 의하여 컷팅됨과 동시에, 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 상방으로 비스듬히 기울어진 상태로 위치한 대상물(1)은, 대상물(1)의 일단부를 중심축으로 한 원주 방향을 따라 중력에 의하여 홀딩 부재(310)의 홀딩면 상에 접힘 없이 안착된다.
공급 유닛(100)에서의 대상물(1)의 이동 경로의 경사각은 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로에서의 대상물(1)의 이동 경로를 기준으로 하여 예를 들어 0도 초과 90도 미만, 또는 5도 이상 45도 이하, 또는 10도 이상 30도 이하의 경사각을 갖는다. 해당 경사각은 대상물(1)의 종류, 대상물(1)의 이동 속도 등, 본 발명이 구현되는 환경 등에 맞게 다양하게 조절하여 적용할 수 있다.
도 9는 도 5에 포함된 홀딩 부재의 일 예시를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 10은 도 9에 도시된 홀딩 부재의 흡착부의 정면에서 바라본 단면도이다.
도 9을 참조하면, 본 실시예의 홀딩 부재(310)는 기체 흡입 방식을 적용한 석션 기기로 제공될 수 있다. 홀딩 부재(310)는 홀딩 부재(310)를 이동시키고, 흡착부(312)를 지지하는 지지부(311), 기체를 흡입함으로써 대상물(1)과 일시적으로 부착(흡착)되는 흡착부(312)를 포함한다. 지지부(311)의 양단부 중 레일(32) 쪽에 위치한 일단부는 레일(32)을 따라 홀딩 부재(310)를 이동시킬 수 있는 구동 수단(예를 들면 바퀴) 등이 구비될 수 있다. 구동 수단은 홀딩 부재(310)를 이동시킬 수 있는 것이면 충분하고 다양한 구동 수단이 적용될 수 있다.
지지부(311)의 양단부 중 타단부에는 흡착부(312)가 위치할 수 있다. 흡착부(312)는 대상물(1)을 흡착하여 들어올리고 이동시킬 수 있도록, 복수 개의 흡착홀(312a)을 포함할 수 있다. 복수 개의 흡착홀(312a)은 흡입관(312b)으로 연결되어 있고, 흡입관(312b)을 통해 흡착홀(312a)로부터 외부 공기를 흡입하여 대상물(1)을 흡착할 수 있다.
이러한 복수 개의 흡착홀(312a)은 대상물(1)이 이동 중에 접히지 않도록 흡착부(312)의 흡착면 전체에 걸쳐 고르게 분포되어 있을 수 있다. 예를 들면 흡착홀(312a)은 흡착부(312)의 흡착면 전체에 걸쳐 격자형으로 배치될 수도 있고, 또는 복수 개의 일렬로 나열된 직선이나 방사형으로 배치된 직선을 따라 배치될 수도 있고, 동심원으로 배치된 복수 개의 원을 따라 배치될 수도 있는 등 다양하게 변형, 변경하여 적용할 수 있다.
도 11은 도 9의 홀딩 부재의 다른 예시를 도시한 도면이다. 도 11의 홀딩 부재(310)는 기체 흡입 방식을 적용한 석션 기기로써, 벨로우(bellow) 타입의 석션 컵으로 제공될 수 있다. 벨로우 타입의 홀딩 부재(310)는 하측으로 개방된 흡입홀을 통해 기체를 흡입할 수 있다. 벨로우 타입의 석션 컵은 도 11(a)와 같이 그 단면이 역테이퍼 형상을 가지도록 제공될 수도 있고, 도 11(b)와 같이 원주면에 주름을 형성함으로써 외력에 대응하고 대상물(1)의 손상을 최소화하는 완충 효과를 가지도록 제공될 수도 있다. 상술한 벨로우 타입의 석션 컵은 필요에 따라 홀딩 부재(310)에 하나가 제공될 수도 있고, 보다 넓은 면적을 커버하도록 다수개가 제공될 수도 있다.
이상에서는 홀딩 부재(310)를 설명함에 있어서, 기체 흡입 기능을 보유한 홀딩 부재(310)를 중심으로 설명하였다. 그러나 홀딩 부재(310)는 기체 흡입 기능을 가지지 않도록 제공될 수도 있으며, 일 예로, 홀딩 부재(310)는 대상물(1)을 파지하여 고정하고, 이동시키는 클램프(clamp) 또는 그리퍼(gripper) 형태로 제공될 수도 있는 등 본 발명이 적용되는 환경에 맞게 다양하게 변형, 변경할 수 있다.
또한, 도 9 내지 도 11에 상술한 홀딩 부재(310)에 관한 설명은 도 5의 제2 이송 유닛(400)의 홀딩 부재(410)에도 동일하게 적용할 수 있고, 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 상술한 실시예에서는 도 5의 제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400) 각각이 복수 개의 홀딩 부재(310, 320) 및 레일(320, 420)을 포함하는 경우를 예시적으로 도 5 내지 도 11를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상술한 바에 한정되지 않고, 제1 이송 유닛(300) 및 제2 이송 유닛(400) 각각이 컨베이어 벨트로 구현될 수도 있는 등, 다양한 변형, 변경이 가능하다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 개략도이다.
도 12의 실시예에서는 제조 유닛(500)은 제1 이송 유닛(300)으로부터 직접적으로 대상물(1)을 전달받아 전극 조립체를 제조할 수 있다. 즉, 제2 이송 유닛(400)을 거치지 않고, 제1 이송 유닛(300)에서 바로 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 전달하여 전극 조립체를 제조할 수도 있다.
참고로, 도 5의 실시예에서는 제1 이송 유닛(300)과 제조 유닛(500) 사이에 개재한 다른 유닛으로부터 대상물(1)을 전달받아 전극 조립체를 제조하는 경우를 설명하였다.
도 12의 실시예에서, 제1 이송 유닛(300)의 이송 경로는 도 5의 실시예에서 상술한 바를 참조한다. 또한, 제조 유닛(500)은 예를 들면 제1 이송 유닛(300)의 아래에 배치될 수 있다. 제1 이송 유닛(300)의 하부 레일에서 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 중력에 의하여 아래 방향으로 떨어뜨려 제공하기 위함이다. 보다 구체적으로, 대상물(1)이 모노셀이나 하프셀이고, 제조 유닛(500)이 해당 모노셀이나 하프셀을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 적층 유닛인 경우에, 제1 이송 유닛(300)의 아래에 배치된 제조 유닛(500)으로 대상물(1)(모노셀 또는 하프셀)이 중력에 의하여 아래 방향으로 떨어져서 기 적층된 대상물(1)(적층된 모노셀)의 위로 안착되어 적층되도록 한다. 제조 유닛(500)으로 대상물(1)을 공급하고 난 제1 이송 유닛(300)의 빈 홀딩 부재(310)는 복귀 경로를 따라 다시 공급 유닛(100) 및 컷팅 유닛(200) 쪽으로 향하여, 대상물(1)을 홀딩한다음 다시 이송 경로를 따라 이동한다.
도 12의 실시예에서 그 밖의 다른 설명은 도 5에서 제2 이송 유닛(400)과 관련하여 설명한 부분을 제외하고는 중복이므로, 도 5 내지 도 11에서 상술한 바를 참조한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
[부호의 설명]
1: 대상물
100: 공급 유닛
110, 120: 공급 벨트
200: 컷팅 유닛
210: 컷터
220: 받침 부재
230: 가압 부재
300: 제1 이송 유닛
310: 홀딩 부재
320: 레일
400: 제2 이송 유닛
410: 홀딩 부재
420: 레일
500: 제조 유닛

Claims (19)

  1. 시트 형태의 복수 개의 대상물을 공급하는 공급 유닛;
    상기 시트 형태의 복수 개의 대상물을 각각의 대상물 별로 컷팅하는 컷팅 유닛; 및
    상기 컷팅된 대상물을 이송하는 이송 경로를 포함하는 제1 이송 유닛을 포함하고,
    상기 시트 형태의 복수 개의 대상물은 상기 제1 이송 유닛을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 상태에서 컷팅되는, 전극 조립체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 유닛에서 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물은 상기 제1 이송 유닛을 향하여 하방으로 비스듬히 기울어진 경사면을 따라 이동하는, 전극 조립체 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컷팅 유닛은:
    상기 공급 유닛에서 공급되는 상기 대상물의 일단부를 상기 제1 이송 유닛에서의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면 상으로 가압하는 가압 부재; 및
    상기 가압 부재가 상기 대상물의 상기 일단부를 가압할 때, 상기 대상물의 일단부를 컷팅하는 컷터를 포함하고,
    상기 대상물의 일단부는 상기 이송 방향을 향하는 단부이고 상기 대상물의 타단부는 상기 이송 방향의 반대 쪽으로 향하는 단부인, 전극 조립체 제조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가압 부재는, 상기 컷터가 상기 대상물의 일단부를 컷팅하기 직전에 상기 대상물을 상기 이송 방향으로 당겨주면서 상기 대상물을 가압하는, 전극 조립체 제조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가압 부재는 상기 대상물을 가압하면서 회전하고, 상기 가압 부재의 회전 속도는 상기 공급 유닛의 공급 속도보다 더 큰, 전극 조립체 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가압 부재의 회전 속도 대 상기 공급 유닛의 공급 속도의 비는 1 초과 1.2 이하인, 전극 조립체 제조 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가압 부재는 상기 대상물을 가압하면서 상기 대상물의 이동 방향으로 이동하였다가, 상기 대상물의 컷팅 직후 원상태로 복귀하는, 전극 조립체 제조 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 공급 유닛은 상기 시트 형태의 복수 개의 대상물을 지지하여 이동시키는 공급 벨트이고,
    상기 가압 부재는 닙 롤러인, 전극 조립체 제조 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛은 순환형으로서 상기 컷팅된 대상물을 이송하는 이송 경로 및 상기 대상물을 전달하고 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함하는, 전극 조립체 제조 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛은 복수 개의 홀딩 부재 및 상기 복수 개의 홀딩 부재의 이동 경로인 레일을 포함하고,
    각각의 홀딩 부재는 상기 컷팅된 대상물을 하나 또는 복수 개로 홀딩하는, 전극 조립체 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 홀딩 부재는 기체 흡입 방식으로 상기 대상물의 전면을 홀딩하는 흡착부 및 상기 흡착부를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 흡착부는 상기 대상물이 흡착되는 흡착면에 복수 개의 흡착홀을 포함하는 흡착 플레이트인, 전극 조립체 제조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛으로부터 직접적으로 또는 사이에 개재한 다른 유닛으로부터 전달받은 상기 대상물로부터 전극 조립체를 제조하는 제조 유닛을 더 포함하는, 전극 조립체 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제조 유닛은 모노셀 및/또는 하프셀을 적층하는 적층 유닛인, 전극 조립체 제조 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛과 상기 제조 유닛의 이송 경로 사이에 개재한 제2 이송 유닛을 더 포함하고,
    상기 제2 이송 유닛은 순환형으로서 상기 제1 이송 유닛으로부터 전달받은 상기 대상물을 상기 제조 유닛으로 이송하는 이송 경로 및 상기 대상물을 전달하고 다시 돌아오는 복귀 경로를 포함하는, 전극 조립체 제조 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛의 이송 경로는 상기 제1 이송 유닛의 상부에 위치하고, 상기 제2 이송 유닛의 이송 경로는 상기 제2 이송 유닛의 하부에 위치하고,
    상기 제1 이송 유닛의 이송 경로의 끝단과 상기 제2 이송 유닛의 이송 경로의 시작단은 서로 중첩되는, 전극 조립체 제조 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 이송 유닛의 홀딩 부재의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면과 상기 제2 이송 유닛의 홀딩 부재의 상기 대상물을 홀딩하는 홀딩면이 서로 마주보는 상태에서 상기 대상물이 전달되는, 전극 조립체 제조 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제2 이송 유닛은 복수 개의 홀딩 부재 및 상기 복수 개의 홀딩 부재의 이동 경로인 레일을 포함하고,
    각각의 홀딩 부재는 상기 컷팅된 대상물을 하나 또는 복수 개로 홀딩하는, 전극 조립체 제조 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 홀딩 부재는 기체 흡입 방식으로 상기 대상물의 전면을 홀딩하는 흡착부 및 상기 흡착부를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 흡착부는 상기 대상물이 흡착되는 흡착면에 복수 개의 흡착홀을 포함하는 흡착 플레이트인, 전극 조립체 제조 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 대상물은 모노셀 또는 하프셀인, 전극 조립체 제조 장치.
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