JP2018078111A - 二次電池移送装置及び二次電池の装着不良検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリア内に正常に装着されていない二次電池を検出することができる移送装置及び検出方法の提供。
【解決手段】ボックス状の支持板１２０、及び支持板１２０の上部に互いに離隔して形成された板状の隔板を備え、支持板１２０の上部、そして、前記隔板の間に二次電池を収納できる収納空間１０５を形成するキャリア１００と、キャリア１００を移送させる移送部と、支持板１２０の上面から隔板の間を経て上向きに光を発散する発光部と、キャリア１００の上に位置し、発光部が発散する光を受信し、受信された光量を出力する受光部と、を含む、二次電池移送装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の生産工程で二次電池を移送させるための二次電池移送装置、及び二次電池を収納するキャリアに二次電池の装着不良が発生したか否かを検出する方法に関する。

最近、モバイル機器に対する需要が急増するに伴い、モバイル機器に適用される二次電池の需要も増加しており、これによって、二次電池に対する技術的研究も盛んに行われている。

一般に、二次電池は、再充電可能であり、小型及び大容量化が可能な電池であって、代表的にはリチウム（Ｌｉ）二次電池が使用されている。

二次電池は、二次電池のケースの内部に電池セル及び電解液を含んで構成される。そのうち電池セルは、リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な材料で作製され、互いに交互に積層される負極板及び正極板、及び正極板と負極板が直接接触しないように正極板と負極板との間に挿入される分離膜で構成される。

二次電池のケースの内部に電池セルが挿入され、電解液が注入された後には、ケースの側面部分をシールするなどの追加工程のために二次電池をキャリア内に収納した後、所望の地点に移送させる。そして、このような二次電池の収納及び移送は自動で行われる。

ところが、二次電池をケースに収納させる過程で、二次電池がケースの内部に正常に装着されない場合が発生し、この場合、ケースの角部がキャリアの角部と接触して、ケースが破損したり、形状が変形したりすることがある。そして、このようなケースの破損により電解液がケースの外部に漏洩することがあり、電解液の漏洩は、二次電池の爆発などのような二次的な問題に拡大することがある。

本発明は、キャリア内に正常に装着されていない二次電池を検出することができる移送装置及び検出方法を提供することに目的がある。

本発明の一実施例に係る二次電池移送装置は、二次電池を収納できる収納空間が形成されたキャリアと、キャリアを移送させる移送部と、キャリアに挿入される二次電池が一定の高さに到達するときに二次電池を感知できる装着検出センサと、装着検出センサの感知結果を受信し、移送部の運転を制御できる制御部とを含む。ここで、装着検出センサは、二次電池の上側に突出した電極タブが一定の高さに到達するときに電極タブを感知できることを特徴とする。

特に、装着検出センサは、移送部の一側に位置し、二次電池が位置した方向に向かって光を発散する発光部と、発光部から発散される光を感知できる受光部とを含み、二次電池がキャリアに正常に装着されない場合、発光部から発散される光は電極タブによって遮断されることを特徴とする。また、制御部は、発光部から発散された光が電極タブによって遮断される場合、移送部の運転を停止させることを特徴とする。

本発明の他の実施例に係る二次電池移送装置は、ボックス状の支持板、及び支持板の上部に互いに離隔して形成された板状の隔板を備え、支持板の上部、そして、隔板の間に二次電池を収納できる収納空間を形成するキャリアと、キャリアを移送させる移送部と、支持板の上面から隔板の間を経て上向きに光を発散する発光部と、キャリアの上に位置し、発光部が発散する光を受信し、受信された光量を出力する受光部とを含む。

また、本発明の他の実施例に係る二次電池移送装置は、光量によって、二次電池が収納空間に装着されているか否かを判断する制御部をさらに含むことを特徴とする。特に、制御部は、判断の結果、二次電池が正常に装着されなかった場合、キャリア及び二次電池の識別子を出力することを特徴とする。

本発明の一実施例に係る二次電池装着不良検出方法は、二次電池が収納されたキャリアを移送させる過程で、二次電池が一定の高さに到達するときに二次電池を感知できる装着不良センサを用いて、二次電池の装着不良の有無を検出する。ここで、装着不良センサは、光センサを適用したことを特徴とする。

本発明に係る二次電池移送装置及び二次電池装着不良検出方法は、キャリアとの摩擦による二次電池のケースの破損有無を検出できるので、製品の不良を事前に把握することができる。

そして、ケースの破損により電解液の漏洩などのような問題による二次的な爆発の危険も事前に防止することができる。

また、本発明に係る二次電池移送装置及び二次電池装着不良検出方法は、既存の移送手段に適用できるという経済的な効果がある。

本発明の第１実施例に係る二次電池移送装置を構成するキャリアを示す斜視図である。 図１に示したキャリアに二次電池が正常に装着された様子を示す図である。 図２に示した二次電池の装着不良の有無を感知する方法を概略的に示す図である。 図１に示したキャリアに二次電池が正常に装着されなかった様子を示す図である。 図４に示した二次電池の装着不良の有無を感知する方法を概略的に示す図である。 本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着された様子を示す図である。 本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着された様子を示す図である。 本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着されなかった様子を示す図である。 本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着されなかった様子を示す図である。

以下では、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が、本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好適な実施例に関して添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る二次電池移送装置を構成するキャリアを示した斜視図である。図２は、図１に示したキャリアに二次電池が正常に装着された様子を示した図であり、図３は、図２に示した二次電池の装着不良の有無を感知する方法を概略的に示した図である。そして、図４は、図１に示したキャリアに二次電池が正常に装着されなかった様子を示した図であり、図５は、図４に示した二次電池の装着不良の有無を感知する方法を概略的に示した図である。

図１乃至図５を参照すると、本発明の第１実施例に係る二次電池移送装置は、大きく、キャリア１００、移送部２００、装着検出センサＣ、及び制御部（図示せず）を含む。

キャリア１００は、収納空間１０５が形成されて二次電池１０を収納する機能を有し、上部が開放され、下部は遮断された形態であってもよい。具体的に、キャリア１００の上部は、一対の隔板１１０が互いに離隔して配置されて開放されるように形成され、支持板１２０は、このような隔板１１０の下部に連結されて隔板１１０を支持し、同時に、互いに離隔した隔板１１０の下部を遮断する。すなわち、キャリア１００は、ボックス状の支持板１２０、及び支持板１２０の上部に互いに離隔して形成された板状の隔板１１０を含む。

このようなキャリア１００に収納される二次電池１０の構造を簡略に説明すると、二次電池１０のケースの内部には、正極板、分離膜、負極板が交互に積層された電極組立体（図示せず）及び電解液が収容されており、正極板及び負極板とそれぞれ接続された電極タブ１１がケースの外に突出している。このような電極タブ１１は、別途の外部端子と電気的に接続されるためのものであり、このような二次電池１０の構造は一般的なものであるので、詳細な説明は省略する。また、図示されたパウチ状の二次電池１０以外にも、様々な形状の二次電池が適用されてもよい。

前述したキャリア１００は移送部２００によって移送される。移送部２００は、前述したように、キャリア１００及び二次電池１０を移送させる機能を有するもので、キャリア１００及び二次電池１０をある地点から他の地点へ自動化方式で移送させる。このような移送部２００は、コンベヤーベルト及びコンベヤーベルトを回転させる駆動ローラで構成されたコンベヤーが適用されてもよく、コンベヤー以外にも様々な移送手段が適用されてもよい。

そして、第１実施例によれば、移送部２００の両側には装着検出センサＣが位置する。装着検出センサＣは、キャリア１００の収納空間１０５に二次電池１０が正常に装着されたかを検出する機能を有するもので、二次電池１０の電極タブ１１の位置をセンシングすることによって、装着されたか否かを検出する。このような装着検出センサＣとしては光センサを使用することができ、具体的に、移送部２００を中心に一側には発光部Ｃ１が、他側には受光部Ｃ２が位置する。発光部Ｃ１は、光を発散する部分であって、前方に向かって光を持続的に発散する。そして、受光部Ｃ２は、発光部Ｃ１から発散される光を感知する。

このとき、装着検出センサＣ及び移送部２００は、制御部（図示せず）と接続され、受光部Ｃ２が、発光部Ｃ１から発散される光を感知できない場合には、制御部（図示せず）が、移送部２００の運転を停止させたり、アラームなどが鳴るようにさせたりすることができる。そして、このような装着検出センサＣは、単一の発光部Ｃ１及び受光部Ｃ２で構成されて、一対の電極タブ１１をセンシングしてもよく、各一対ずつの発光部Ｃ１及び受光部Ｃ２で構成されて、それぞれの電極タブ１１をセンシングしてもよい。また、装着検出センサＣは、光センサ以外にも、電極タブ１１の位置をセンシングすることができる様々な種類のセンサを適用できる。

そして、本発明は、二次電池移送装置以外にも、二次電池の装着不良検出方法を提供する。二次電池の装着不良検出方法は、二次電池１０がキャリア１００上に正常に装着される時と、正常に装着されない時の二次電池１０の高さ、具体的に、二次電池１０の電極タブ１１の高さの差を用いて検出する方法である。このような検出方法のために、光センサなどのような様々なセンサを適用することができる。

以下では、二次電池の装着不良検出方法、及び二次電池移送装置の作用及び効果について説明する。図２に示したように、キャリア１００に装着された二次電池１０は、移送部２００の運転によって所望の地点まで移送される。そして、図３に示されたように、装着検出センサＣの発光部Ｃ１から発散された光は、受光部Ｃ２が感知するようになる。

このとき、キャリア１００が、装着検出センサＣが装着された位置に到達しても、発光部Ｃ１及び受光部Ｃ２が装着された高さが二次電池１０の電極タブ１１の高さよりも高いので、装着検出センサＣは電極タブ１１を感知することができない。反面、図４に示されたように、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されないと、二次電池１０の一部分がキャリア１００の上側に一定高さ以上突出するようになる。したがって、図５に示されたように、一定高さ以上突出した電極タブ１１が、発光部Ｃ１で発散する光を遮断し、受光部Ｃ２がこの光を感知できなくなる。

したがって、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されたか否かを検出することができ、この場合、装着検出センサＣ及び移送部２００と接続された制御部が、移送部２００の運転を停止させたり、アラームを鳴らしたりして、作業者に装着不良を知らせることができる。これによって、キャリア１００上の二次電池１０の装着不良による二次電池１０のケースの破損などを防止することができ、二次電池１０から電解液が漏洩することを防止することができる。

図６及び図７は、本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着された様子を示した図であり、図８及び図９は、本発明の第２実施例に係るキャリアに二次電池が正常に装着されなかった様子を示した図である。

図１及び図６乃至図９を参照して、本発明の第２実施例に係る二次電池移送装置及び二次電池の装着不良検出方法を説明する。本発明の第２実施例に係る二次電池移送装置は、キャリア１００、移送部２００、発光部３１０、受光部３２０及び制御部（図示せず）を含む。

本発明の第２実施例に係るキャリア１００は、図１の図示及び説明と同様に、収納空間１０５が形成され、収納空間１０５に二次電池１０を収納することができる。そのために、キャリア１００は、上部が開放され、下部は遮断されたボックス形状であってもよい。すなわち、キャリア１００は、下部に支持板１２０、及び支持板１２０上に形成される２つの隔板１１０で構成され得る。支持板１２０上の隔板１１０は、互いに離隔して配置されて開放部が形成され、隔板１１０の下に形成された支持板１２０は、二次電池１０が収納されるように下部に形成される。すなわち、支持板１２０及び２つの隔板１１０によって二次電池１０が収納される。整理すると、本発明の第２実施例に係るキャリア１００は、ボックス状の支持板１２０、及び支持板１２０の上部に互いに離隔して形成された板状の隔板１１０を含み、支持板１２０の上部、そして、隔板１１０間に、二次電池を収納できる収納空間１０５を形成する。移送部２００は、二次電池１０を収納空間１０５に収納したキャリア１００を移送させる。

特に、本発明の第２実施例によれば、支持板１２０には発光部３１０が形成される。発光部３１０は、２つの隔板１１０の間、支持板１２０の上面を通じて光が発散されるように、支持板１２０に形成され、発光部３１０の光を発散する部分が支持板１２０の上面に露出するように形成される。これによって、発光部３１０は、支持板１２０の上面から隔板１１０の間を経て上向きに光を発散する。

受光部３２０は、キャリア１００及び移送部２００の上の所定の位置に形成することができる。受光部３２０は、発光部３１０が発光した光を受信し、受信される光量を導出し、この光量を出力する。図示してはいないが、受光部３２０は、制御部と接続され得、受光される光の光量を制御部に伝達する。制御部は、受光部３２０から受信した光量によって、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されたか否かを検出することができる。

例えば、図６及び図７に示されたように、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着された場合、二次電池１０の下部面は支持板１２０と密着して、発光部３１０の光を発散する部分を遮る。これによって、発光部３１０は持続的に光を発散するが、二次電池１０の下部面によって発光部３１０の光を発散する部分が遮られて、受光部３２０は、発光部３１０から発散される光を受光することができない。

一方、図８及び図９に示されたように、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されていない場合、二次電池１０の下部面１３と支持板１２０が離隔する。したがって、発光部３１０の光を発散する部分から発散された光は、回折して、少なくとも１つの隔板１１０と二次電池１０との間を介して受光部３２０に流入し得る。したがって、受光部３２０は、発光部３１０から発散される光を受光することができる。

前述したように、正常な場合、受光部３２０は、発光部３１０が発散する光を受光することができない。一方、正常でない場合、受光部３２０は、発光部３１０が発散する光を受光することができる。受光部３２０は、キャリア１００が受光部３２０の下部を通過する度に、受光される光量を制御部に伝達する。すると、制御部は、受光部３２０から受信した光量によって、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されているか否かを判断する。

キャリア１００が二次電池１０を載せて受光部３２０の下部を通過することを感知するために、受光部３２０は近接センサを備えることができる。受光部３２０は、近接センサがキャリア１００又は二次電池１０を感知する間、受光される光量を測定した後、測定された光量を制御部に伝達する。

キャリア１００及び二次電池１０には、それぞれキャリア１００と二次電池１０を識別するための識別子が割り当てられる。このような識別子は、連続した一連番号であってもよい。二次電池１０を載せたキャリア１００は、受光部３２０の下を順次通過し、受光部３２０は、二次電池１０を載せたキャリア１００を順次感知し、流入する光量を測定して制御部に伝達する。したがって、制御部は、受光部３２０から受信した光量を通じて、二次電池１０がキャリア１００に正常に装着されなかったとき、当該二次電池１０又はキャリア１００の識別子を、様々な出力手段を通じて作業者が認知できるように出力することができる。例えば、モニタなどのような表示装置を通じて、正常でない装着が発生した二次電池１０又はキャリア１００の識別子を出力することが好ましい。さらに、二次電池１０が正常に装着されなかったことを知らせるアラームなどを出力することができる。これによって、キャリア１００上の二次電池１０の装着不良による二次電池１０のケースの破損などを防止することができ、二次電池１０から電解液が漏洩することを防止することができる。

以上で、本発明が具体的な構成要素などのような特定の事項、限定された実施例及び図面によって説明されたが、これは、本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明が、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から様々な修正及び変形を行うことが可能であろう。

１０ 二次電池
１１ 電極タブ
１００ キャリア
２００ 移送部
Ｃ 装着検出センサ
Ｃ１ 発光部
Ｃ２ 受光部
３１０ 発光部
３２０ 受光部

Claims (7)

1. ボックス状の支持板、及び前記支持板の上部に互いに離隔して形成された板状の隔板を備え、前記支持板の上部、そして、前記隔板の間に二次電池を収納できる収納空間を形成するキャリアと、
   前記キャリアを移送させる移送部と、
   前記支持板の上面から前記隔板の間を経て上向きに光を発散する発光部と、
   前記キャリアの上に位置し、前記発光部が発散する光を受信し、受信された光量を出力する受光部と、を含むことを特徴とする、二次電池移送装置。
2. 前記光量によって、前記二次電池が前記収納空間に装着されているか否かを判断する制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の二次電池移送装置。
3. 前記キャリアが前記受光部の下部を通過するとき、
   前記制御部は、
   前記受光部が前記光を受信しないと、前記二次電池が正常に装着されたものであり、
   前記受光部が前記光を受信すると、前記二次電池が正常に装着されていないものであると判断することを特徴とする、請求項２に記載の二次電池移送装置。
4. 前記制御部は、
   前記判断の結果、前記二次電池が正常に装着されなかった場合、前記キャリア及び前記二次電池の識別子を出力することを特徴とする、請求項２に記載の二次電池移送装置。
5. 二次電池が収納されたキャリアを移送させる段階；
   発光部が前記キャリアの支持板の上面から前記隔板の間を経て上向きに光を発散する段階；
   前記キャリアが、前記発光部が発散する光を受信し、受信された光量を出力する受光部の下部を通過する段階；及び
   制御部が前記光量によって前記二次電池の装着不良の有無を検出することを特徴とする、二次電池の装着不良検出方法。
6. 前記制御部は、
   前記受光部が前記光を受信しないと、前記二次電池が正常に装着されたものであり、
   前記受光部が前記光を受信すると、前記二次電池が正常に装着されていないものであると判断することを特徴とする、請求項５に記載の二次電池の装着不良検出方法。
7. 前記制御部は、
   前記判断の結果、前記二次電池が正常に装着されなかった場合、前記キャリア及び前記二次電池の識別子を出力することを特徴とする、請求項５に記載の二次電池の装着不良検出方法。

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