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KR-20260061764-A - DEVICE FOR REMOVING PARTICLE FROM SEPARATOR AND METHOD FOR REMOVING PARTICLE FROM SEPARATOR USING THE SAME

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Abstract

본 발명은 분리막 인근에 배치되는 이물 제거 유닛; 및 상기 이물 제거 유닛에 에어를 공급하는 에어 공급 유닛;을 포함하되, 상기 이물 제거 유닛은 내부에 에어가 흐르도록 일단이 개구된 에어 유로가 형성된 바 모양의 몸체; 및 상기 몸체의 일면에 구비되며, 일면에 에어가 분사되도록 길이 방향을 따라 연장된 에어 분사구가 형성된 에어 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치 및 이를 이용한 분리막의 이물 제거 방법에 관한 것이다.

Inventors

  • 공병찬
  • 김민영

Assignees

  • 주식회사 엘지에너지솔루션

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (13)

  1. 분리막 인근에 배치되는 이물 제거 유닛; 및 상기 이물 제거 유닛에 에어를 공급하는 에어 공급 유닛;을 포함하되, 상기 이물 제거 유닛은, 내부에 에어가 흐르도록 일단이 개구된 에어 유로가 형성된 바 모양의 몸체; 및 상기 몸체의 일면에 구비되며, 일면에 에어가 분사되도록 길이 방향을 따라 연장된 에어 분사구가 형성된 에어 분사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 내부에는 상기 에어 유로의 타단과 상기 에어 분사구의 일단이 서로 통하도록 연결하는 연결부가 형성된 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연결부는 상기 에어 유로와 연결된 일단으로부터 상기 에어 분사구가 연장된 길이 방향을 따라 넓어지는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 에어 분사구는 상기 연결부와 연결된 일단으로부터 상기 에어 분사부의 폭 방향을 따라 좁아지는 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 에어 유로는 상기 몸체의 일단으로부터 중앙부까지 연장되되, 타단은 상기 연결부의 일단과 연결되도록 상기 연결부를 향해 절곡된 형상인 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 에어 유로의 개구된 일단은 에어를 공급하는 에어 공급 유닛과 연결되도록 체결홀로 형성된 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 몸체의 타면에는 내측을 향해 일부 함몰되어 형성되며, 내면에 암나사산이 형성된 체결홈이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 체결홈에 체결되어 상기 몸체를 지지하기 위한 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 몸체의 면적은 상기 에어 분사부의 면적을 초과하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물 제거 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 이용하여 분리막의 이물을 제거하는 방법으로서, 분리막을 공급하는 제1 단계; 상기 분리막 일면 또는 타면을 향하도록 상기 이물 제거 유닛을 배치하는 제2 단계; 상기 에어 공급 유닛을 통해 이물 제거 유닛으로 에어를 공급하는 제3 단계; 및 상기 이물 제거 유닛을 통해 상기 분리막의 일면 또는 타면을 향해 에어를 분사하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물을 제거하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 단계에서는 상기 분리막의 양면에 상기 이물 제거 유닛을 배치하고, 상기 제4 단계에서는 상기 분리막의 양면을 향해 에어를 분사하는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물을 제거하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 단계에서는 상기 분리막이 아래를 향하도록 공급하고, 상기 제2 단계에서는 상기 분리막의 일면 또는 타면에 배치된 상기 이물 제거 유닛의 에어 분사구가 향하는 방향이 상기 이물 제거 유닛을 통과하기 이전의 상기 분리막과 둔각을 이루는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물을 제거하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 단계에서는 상기 분리막이 아래를 향하도록 공급하고, 상기 제2 단계에서는 상기 분리막의 양면에 배치된 이물 제거 유닛의 에어 분사구가 향하는 방향이 상기 이물 제거 유닛을 통과하기 이전의 상기 분리막과 둔각을 이루는 것을 특징으로 하는 분리막의 이물을 제거하는 방법.

Description

분리막의 이물 제거 장치 및 이를 이용한 분리막의 이물 제거 방법 {DEVICE FOR REMOVING PARTICLE FROM SEPARATOR AND METHOD FOR REMOVING PARTICLE FROM SEPARATOR USING THE SAME} 본원 발명은 분리막의 이물 제거 장치 및 이를 이용한 분리막의 이물 제거 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 분리막 공급시 분리막의 외면에 부착된 이물질을 제거하기 위한 분리막의 이물 제거 장치 및 이를 이용한 분리막의 이물 제거 방법에 관한 것이다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로 사용되고 있다. 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다. 이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형 또는 각형 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 전극조립체는 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재되어 적층되고, 적층된 분리막은 양극 및 음극과 함께 롤 형태로 권취되어 바이-셀 및 폴딩셀을 형성한다. 한편 분리막은 롤 형태로 권취되어 공급되며, 분리막이 주행되는 과정에서 이물이 분리막의 표면에 부착하게 되어 분리막 표면에 불량이 발생하게 된다. 도 1은 종래기술에 따른 분리막의 이물 제거 유닛의 사시도이고, 도 2는 종래기술에 따른 분리막의 이물 제거 유닛의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 분리막 이물 제거 유닛은 원통형 바 형상의 몸체(1) 내부에 형성된 에어 유로(3), 에어 유로(3)에 에어를 공급하는 에어 공급 유닛과 연결되도록 형성된 체결홀(2), 및 몸체(1) 둘레부재의 일측의 에어 유로(3)와 연통되는 분사구(4)가 복수개 형성된다. 이때, 에어가 유입되는 에어 유로(3)와 에어가 배출되는 분사구(4)가 수직하게 형성되어 있어, 에어의 흐름이 마찰 및 와류로 인해 유체의 에너지 손실이 발생하였다. 이러한 유체의 에너지 손실로 인하여 에어가 분리막으로 골고루 분사되지 못해, 분리막에 부착된 이물이 제대로 제거되지 않는 문제가 발생하였고, 이는 전지셀 불량의 원인으로 작용한다. 도 1은 종래기술에 따른 분리막의 이물 제거 유닛의 사시도이다. 도 2는 종래기술에 따른 분리막의 이물 제거 유닛의 단면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 구성하는 이물 제거 유닛의 사시도이다. 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 이물 제거 유닛의 단면도이다. 도 6은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 이물 제거 유닛의 단면도이다. 도 7은 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 구성하는 지지부재에 이물 제거 유닛이 결합되는 모습을 설명하기 위한 사시도이다. 도 8은 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 이용한 분리막의 이물 제거 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 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. 이하에서는, 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치 및 이를 이용한 분리막의 이물 제거 방법에 대해 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 분리막의 이물 제거 장치를 구성하는 이물 제거 유닛의 사시도이다. 또, 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ 선을 따라 절단한 이물 제거 유닛의 단면도이고, 도 6은 도 4의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 절단한 이물 제거 유닛의 단면도이다. 도 3 내지 도 6을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 분리막 이물 제거 장치는 이물 제거 유닛(100), 에어 공급 유닛(200), 분리막 공급부(300) 및 지지부재(400)를 포함한다. 먼저, 이물 제거 유닛(100)은 분리막 공급부(300)에 의해 공급되는 분리막(10)의 인근에 배치될 수 있다. 이때, 이물 제거 유닛(100)은 일정 길이를 갖는 바(bar) 모양의 몸체(110) 및 에어 분사부(120)를 포함하여 구성될 수 있다. 몸체(110)는 직육면체 바 형상, 원통형 바 형상으로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며 다양한 바(bar) 형상으로 구비될 수 있다. 몸체(110)는 내부에 에어가 흐르도록 일단(도 4 기준, 8시 방향)이 개구된 에어 유로(111)가 형성되며, 에어 유로(111)의 개구된 일단은 에어를 공급하는 에어 공급 유닛(200)과 연결되도록 체결홀(111a)이 형성될 수 있다. 여기서, 체결홀(111a)은 에어 공급 유닛(200)과 나사 결합되도록 내측면에 암나사산이 형성될 수 있으며, 에어 공급 유닛(200)의 일단에는 외측면에 수나사산이 형성될 수 있다. 이러한 체결홀(111a)을 통해 몸체(110)는 에어 공급 유닛(200)과 연결되어 에어 유로(111)에 에어가 흐르도록 에어를 공급할 수 있다. 한편, 에어 유로(111)는 몸체(110) 내부, 보다 상세하게는 몸체(110)의 길이 방향(도 5 기준, 9시-3시 방향)을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 에어 유로(111)는 몸체(110)의 일단으로부터 중앙부까지 연장되며, 중앙부에 위치하는 에어 유로(111)의 타단은 몸체(110)의 일면(도 5 기준, 12시 방향)을 향해 절곡될 수 있다. 에어 유로(111)의 절곡된 타단은 연결부(112)의 일단에 연결되며, 연결부(112)는 몸체(110) 일면에 구비되는 에어 분사부(120)를 향한다. 또 연결부(112)는 에어 분사부(120) 일면에 형성된 에어 분사구(121)의 일단(도 5 기준, 6시 방향)과 연통되며, 결과적으로 에어 유로(111)와 에어 분사구(121)는 서로 통하도록 연결될 수 있다. 연결부(112)는 연결된 에어 유로(111)의 타단으로부터 일측을 향해 외측으로 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 연결부(112)는 에어 유로(111)와 연결된 일단으로부터 에어 분사구(121)가 연장된 길이 방향(도 5 기준, 9시-3시 방향)을 따라 넓어지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 또, 몸체(110)에는 타면(도 5 기준, 3시 방향)에 내측을 향해 일부 함몰된 체결홈(113)이 형성되고, 체결홈(113)의 내면에는 암나사산이 형성될 수 있다. 이러한 체결홈(113)에 의해 몸체(110)는 지지부재(400)에 체결될 수 있다. 한편, 에어 분사부(120)의 일면에 형성된 에어 분사구(121)는 에어가 분사되도록 길이 방향(도 5 기준, 9시-3시 방향)을 따라 연장되어 형성될 수 있다. 이때, 에어 분사구(121)가 연장되는 길이는 분리막(10)의 폭 길이를 초과하는 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 에어 분사구(121)는 에어가 유입되어 흐르는 에어 유로(111)와 수평하도록 형성되어, 유체의 에너지 손실을 줄이고, 에어의 유량 손실을 최소화할 수 있다. 에어 분사부(120)의 면적은 몸체(110)의 면적보다 작은 면적을 갖도록 구비될 수 있으며, 다시 말해, 몸체(110)의 면적은 에어 분사부(120)의 면적을 초과할 수 있다. 예를 들어, 에어 분사부(120)에는 에어 분사구(121)만이 형성되는데 반해, 몸체(110)에는 에어 유로(111), 연결부(112) 및 체결홈(113)이 형성되어야 하므로 에어 분사부(120)에 비해 부피가 크다. 특히 도 4와 같이, 에어 분사부(120)의 폭 및 길이가 몸체(110)의 폭 및 길이 보다 짧을 시, 에어 분사부(120)는 몸체(110)로부터 돌출된 형상이므로, 분리막(10)에 보다 가깝게 위치될 수 있다. 이는 에어의 손실을 줄일 수 있어 에어 공급량을 줄이거나, 이물 제거효과를 높일 수 있다. 에어 분사구(121)는 연결부(112)와 연결된 일단으로부터 에어 분사부(120)의 일면을 향할수록 에어 분사부(120)의 폭 방향을 따라 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 에어 분사구(121)가 갖는 테이퍼 형상은, 직선형의 테이퍼 형상일 수 있으나, 내측으로 볼록한 곡률을 갖는 유선형의 테이퍼 형상이 보다 바람직하다. 이러한 유선형의 테이퍼 형상은 에어 분사구(121)를 통해 분사되는 에어와의 마찰 저항을 줄여, 분리막(10)으로 향하는 에어의 이동속도가 낮아지는 것을 최소화할 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 연결부(112)의 길이는 일측(도 5 기준, 12시 방향)으로 갈수록 길이 방향(도 5 기준, 3시-9시 방향)을 따라 넓어지는 테이퍼 형상을 가지되, 폭 방향(도 6 기준, 3시-9시 방향) 길이는 폭 길이를 유지하며 일측으로 연장될 수 있다. 반대로, 에어 분사구(121)는 일측으로 갈수록 길이 방향으로의 길이는 유지하며 연장되되, 폭 방향으로의 길이는 폭 방향을 따라 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말해, 연결부(112)는 일측으로 갈수록 길이 방향 길이가 넓어지는 테이퍼 형상을 갖고, 에어 분사구(121)가 그 길이를 유지하며 일측으로 연장됨으로써, 에어 분사구(121)의 개구된 일단이 분리막(10)의 폭 길이를 초과하는 길이로 형성될 수 있다. 또, 연결부(112)는 일측으로 갈수록 폭 방향 길이를 유