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KR-20260061743-A - SECONDARY BATTERY MANUFACTURING DEVICE

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Abstract

이차전지 제조장치가 개시된다. 본 개시에 따르면, 전극조립체가 안착 배치되는 캐리어; 및 캐리어에 선택적으로 결합되어, 전극조립체의 위치를 정렬시키는 정렬장치를 포함하는, 이차전지 제조장치가 제공될 수 있다.

Inventors

  • 김형기
  • 이승한

Assignees

  • 에스케이온 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (16)

  1. 전극조립체가 안착 배치되는 캐리어; 및 상기 캐리어에 선택적으로 결합되어, 상기 전극조립체의 위치를 정렬시키는 정렬장치를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어는, 상기 전극조립체가 안착되는 제1패널; 및 상기 제1패널과의 사이에서 상기 전극조립체를 협지하는 제2패널를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1패널은, 상기 제2패널에 대해 횡방향으로 이동 가능하게 구비된, 이차전지 제조장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제2패널은, 상기 제1패널에 대해 상하방향으로 이동 가능하게 구비된, 이차전지 제조장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제2패널은, 상기 제1패널과의 사이에서 상기 전극조립체를 탄성 지지하도록, 상기 제1패널을 향해 탄성 지지되는, 이차전지 제조장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 캐리어는, 링크를 통해 상기 제1패널에 연결되어, 상기 제1패널을 횡방향으로 이동시키는 볼스크류를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 캐리어는, 상기 볼스크류의 외면에 마찰 접촉되어, 상기 볼스크류의 회전을 일부 제한하는 예압유닛을 포함하는, 이차전지 제조장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 예압유닛은, 힌지축을 통해 결합되어, 상기 볼스크류의 외면을 클램핑하는 제1, 2예압유닛바디; 상기 볼스크류의 외면을 향해 상기 제1예압유닛바디를 탄성 지지하는 제2스프링; 및 상기 제2예압유닛바디의 위치를 규제해 상기 볼스크류의 외면에 가해지는 마찰력을 조정하는 조정볼트 및 조정너트를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  9. 청구항 6에 있어서, 상기 캐리어는, 상기 정렬장치와 선택적으로 결합되어, 상기 볼스크류로 회전 구동력을 전달하는 소켓을 포함하는, 이차전지 제조장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 캐리어는, 상기 전극조립체가 안착된 제1패널이 지지되는 제1베이스; 및 상기 제1패널과의 사이에서 상기 전극조립체를 협지하는 제2패널이 지지되는 제2베이스를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 제2베이스는, 상기 정렬장치에 대해 이동 가능하게 구비된, 이차전지 제조장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 정렬장치는, 상기 캐리어를 향해 전후진 이동 가능하게 구비되어, 상기 캐리어에 선택적으로 결합되는, 이차전지 제조장치.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 정렬장치는, 상기 캐리어에 구비된 볼스크류의 소켓과 선택적으로 자성 결합되는 전자석을 포함하는, 이차전지 제조장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 정렬장치는, 상기 볼스크류가 길이 방향을 축으로 회전되도록 상기 전자석을 회전시키는 회전샤프트를 포함하는, 이차전지 제조장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 회전샤프트는, 상기 전자석으로의 전원 공급을 위해 내부에 배선로가 구비된, 이차전지 제조장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 정렬장치는, 상기 회전샤프트에 구비된 슬립링을 포함하고, 상기 슬립링은, 상기 회전샤프트와 연동 회전되는 회전부와, 상기 회전부를 회전 가능하게 지지하는 고정부를 구비하는, 이차전지 제조장치.

Description

이차전지 제조장치 {SECONDARY BATTERY MANUFACTURING DEVICE} 본 개시의 실시예들은 이차전지 제조장치에 관한 것이다. 이차전지(secondary battery)는 전기화학적 반응을 통해 충전 및 방전이 가능한 에너지 저장수단의 하나이다. 이차전지는 전기에너지를 이용하는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 이차전지는 휴대전화, 노트북, 태블릿 등 모바일 기기 분야에서 널리 활용되고 있고, 차량, 항공기, 선박 등 운송수단 분야에서도 보다 폭 넓은 활용이 모색되고 있다. 또한 이차전지는 잉여 전력의 활용을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System; ESS) 분야에서도 수요가 증가되고 있다. 다양한 분야에서 이차전지에 대한 수요가 증가되면서 이차전지는 자동화 라인을 통해 대량 생산되고 있다. 이와 같은 이차전지 제조장치는 전극조립체 등의 구성품을 공정 라인을 따라 이송하면서 각 공정 단계가 순차적 수행되도록 구비될 수 있다. 이차전지 제조장치에 있어 전극조립체의 효과적인 이송이나 정렬은 공정 효율이나 가공 품질에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이상의 설명은 본 개시의 기술적 배경에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것이다. 따라서 이상의 설명은 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 용도로 해석되어서는 안 된다. 또한 이상의 설명에 기재 또는 시사된 내용들이 반드시 종래 기술을 의미하는 것은 아니다. 이상의 설명은 일부 종래 기술에 해당되지 않는 내용들을 포함할 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 제조장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 캐리어를 분리해 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 캐리어를 다른 방향에서 바라본 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 예압유닛의 확대도이다. 도 5는 도 1의 정렬장치를 분리해 보여주는 사시도이다. 도 6은 도 5의 정렬장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다. 도 7은 도 1에 도시된 이차전지 제조장치의 종단면도이다. 도 8 내지 10은 도 1에 도시된 이차전지 제조장치의 작동상태도이다. 이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 본 개시에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 개시가 예시적으로 설명된 구체적인 실시 형태로 제한되는 것은 아니다. 이하의 실시예들은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 기술적 사상을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 개시의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는 이하에서 설명될 기술적 사상을 구현하는 다양한 균등물, 대체물, 변환물 등을 폭 넓게 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 용어는 상기와 같은 관점에서 특정 실시예들을 보다 충실하고 완전하게 설명하기 위해 사용되는 것이다. 따라서 이하의 설명에서 사용되는 용어는 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 "제1", "제2" 등의 용어가 특정 구성요소들을 다른 구성요소들과 구별해 지칭하기 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 설명의 명료성을 위해 사용되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상이 이와 같은 용어에 의해 제한 해석되어서는 안 된다. 이하의 설명에서 단수의 표현은 문맥상 명확히 배제하지 않는 한 복수를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 또한 이하의 설명에서 "포함한다"의 표현은 설명에 기재된 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등이 존재한다는 것을 의미하는 것이고, 하나 또는 그 이상의 다른 구성, 부품, 동작, 특징, 단계, 숫자 등의 부가를 배제하는 것이 아니다. 이하의 설명에서 "하부(beneath)", "상부(above)", "아래(lower)", "위(upper)" 등의 방향과 관련된 용어가 구성요소의 용이한 이해를 위해 사용될 수 있다. 다만 이와 같은 용어는 본 개시의 다양한 작동, 사용상태 등에 따라 본 개시의 용이한 이해를 위해 제공되는 것이고, 본 개시의 기술적 사상을 축소, 한정, 제한하는 등의 용도로 해석되어서는 안 된다. 예를 들어 방향과 관련된 용어는 상대적인 관점에서 결정될 수 있다. 한편 이하의 도면에서 각 구성요소의 도시는 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장되거나 생략될 수 있다. 도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이차전지 제조장치의 사시도이다. 편의상 이하에서는 도 1 등에 표시된 좌표축을 기준으로 X축 방향을 좌우 방향, Y축 방향을 전후 방향, Z축 방향을 상하 방향으로 지칭하도록 한다. 도 1을 참고하면, 본 개시의 실시예들은 이차전지 제조장치(100)를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이차전지 제조장치(100)는 전극조립체(10)의 이송을 위해 사용될 수 있다. 즉, 전극조립체(10)는 도시된 실시예와 같은 이차전지 제조장치(100)에 배치되어, 각 공정 단계로 이송될 수 있다. 후술할 바와 같이, 이차전지 제조장치(100)는 전극조립체(10)를 각 공정 단계로 이송하는 한편, 배치된 전극조립체(10)의 위치를 정렬시키도록 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 전극조립체(10)는 좌우 및 전후 방향으로 각각 소정의 폭을 갖는 시트 형태로 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 전극조립체(10)는 장변(long side)이 좌우 방향을 따라 배치된 직사각형 형태의 시트로 예시되어 있다. 다만 전극조립체(10)의 구체적인 형상, 규격 등은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있고, 반드시 예시된 바에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 전극조립체(10)는 물리적인 접촉에 의해 휨이 발생될 수 있는 유연한 시트 형태로 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 이차전지 제조장치(100)는 이와 같은 유연한 시트 형태의 전극조립체(10)에 대해 보다 효과적인 위치 정렬을 수행할 수 있다. 예를 들어, 이차전지 제조장치(100)는 유연한 시트 형태의 전극조립체(10)에 대해 후술할 바와 같이 패널 자체를 이동시키는 방식으로 위치 정렬을 수행할 수 있다. 이와 같은 방식은 전극조립체(10)에 대한 물리적인 접촉을 줄여 전극 손상이나 정렬 오차를 방지하는 데 기여할 수 있다. 이에 대해서는 후술할 이차전지 제조장치(100)의 구성들과 관련해 부연하기로 한다. 일부 실시예에서, 전극조립체(10)는 기재의 일면 또는 양면에 전극이 코팅된 것으로 구비될 수 있다. 다만 본 실시예에서 전극조립체(10)의 세부 구성은 특별히 제한되지 않는다. 또한 본 실시예의 이차전지 제조장치(100)는 가공 중인 전극조립체(10)의 이송을 위한 것으로, 전극조립체(10)의 용어는 가공 중에 있는 전극조립체(10)를 폭 넓게 포괄하는 의미로 사용될 수 있다. 즉, 본 설명에서 전극조립체(10)는 일부 구성이 생략되거나 가공되기 전 상태의 전극조립체(10)를 포함할 수 있다. 한편 이차전지 제조장치(100)는 전극조립체(10)가 안착 배치되는 캐리어(110); 및 캐리어(110)에 선택적으로 결합되어, 전극조립체(10)의 위치를 정렬시키는 정렬장치(120)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 일부 실시예에서, 이차전지 제조장치(100)는 캐리어(110)를 포함할 수 있다. 캐리어(110)는 가공을 위한 전극조립체(10)가 안착되도록 구비될 수 있다. 도시된 실시예에서, 캐리어(110)는 상하로 배치된 제1, 2패널(111, 112)을 구비하고 있고, 전극조립체(10)는 제1패널(111)에 안착되어, 제1, 2패널(111, 112) 사이에서 지지되도록 구비되어 있다. 전극조립체(10)는 캐리어(110)에 안착된 상태로 각 공정 단계로 이송될 수 있다. 또한 이송된 전극조립체(10)는 각 공정 단계에서 따라 소정의 가공 공정을 거칠 수 있다. 도시된 실시예에서, 캐리어(110)는 Y축 방향에 대응되는 전후 방향을 따라 이동되는 것으로 예시되어 있다. 물론 캐리어(110)의 이동 방향은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있고, 반드시 예시된 바에 한정되지는 않는다. 일부 실시예에서, 전극조립체(10)는 가공 전 정위치로 위치 정렬될 수 있다. 경우에 따라, 전극조립체(10)의 위치 정렬은 각 공정 단계, 또는 복수의 공정 단계 중 일부 공정 단계에서 가공 전 수행될 수 있다. 후술할 바와 같이, 일부 실시예에서, 전극조립체(10)의 위치 정렬은 전극조립체(10)가 안착된 제1패널(111)의 이동을 통해 구현될 수 있다. 즉, 이차전지 제조장치(100)는 별도의 정렬수단을 전극조립체(10)에 접촉시켜 위치 정렬시키는 방식이 아닌, 제1패널(111)을 이동시키는 방식을 통해 전극조립체(10)의 위치를 정렬하도록 구비될 수 있다. 이와 같은 방식은 가공 중 전극조립체(10)에 대한 물리적인 접촉을 줄여 전극 손상이나 정렬 오차를 방지하는 데 기여할 수 있다. 한편 일부 실시예에서, 이차전지 제조장치(100)는 정렬장치(120)를 포함할 수 있다. 정렬장치(120)는 전극조립체(10)의 위치를 정렬시키도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 정렬장치(120)는 전극조립체(10)가 안착된 제1패널(111)을 이동시켜 전극조립체(10)의 위치를 정렬시키도록 구비될 수 있다. 도시된 실시예에서, 정렬장치(120)는 제1패널(111)을 좌우 방향으로 이동시켜 전극조립체(10)의 좌우 위치를 정렬시키도록 구비되어 있다. 참고로, 전극조립체(10)의 전후 위치는 캐리어(110)의 전후 방향 이동을 통해 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 정렬장치(120)는 캐리어(110)에 선택적으로 결합될 수 있다. 즉, 정렬장치(120)는 캐리어(110)에 결합되거나, 캐리어(110)로부터 분리 가능하게 구비될 수 있다. 도시된 실시예에서, 캐리어(110)는 전후 방향을 따라 이동되는 것으로 예시되어 있고, 정렬장치(120)는 이와 같은 캐리어(110)의 일 측에서 좌우로 이동되어, 캐리어(110)에 결합되거나, 캐리어(110)로부터 분리 가능하게 구비되어 있다. 도 2는 도 1의 캐리어를 분리해 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 캐리어를 다른 방향에서 바라본 사시도이다. 도 2 및 3을 참고하면, 일부 실시예에서, 캐리어(110)는 제1, 2패널(111, 112)을 구비할 수 있다.