JP2023513072A - ビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法 - Google Patents

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Abstract

本発明はビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関し、より詳しくは、円筒型電池セル（１２０）を収納した電池モジュールが着座された状態で前後にまたは左右に移動する移送部（２００）、前記電池モジュール（１００）の位置を確認するビジョン部、及び前記電池モジュール（１００）に収納された円筒型電池セル（１２０）の電極とバスバー（２１０）とを電気的に連結するボンディング部（５００）を含むことを特徴とするビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関する。

Description

本出願は２０２０年０５月２１日付の韓国特許出願第２０２０－００６１１０５号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容はこの明細書の一部として含まれる。
本発明はビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関し、より詳しくは電池セルとバスバーとを電気的に連結するにあたり、連結すべき位置を正確に把握し、さらに異物による接触不良を最小化することができる、ビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法に関する。
製品群による適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は、携帯用機器だけではなく電気的駆動源によって駆動する電気車両（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド車両（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に応用されている。このような二次電池は化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な利点だけではなく、エネルギーの使用による副産物が全然発生しないという点で環境に優しくエネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。
現在、広く使われる二次電池の種類には、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などがある。このような単位二次電池セル、すなわち単位電池セルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖであるので、これより高い出力電圧が要求される場合には、複数の電池セルを直列に連結して電池モジュールを構成することもある。
もちろん、必要な充放電容量によって多数の電池モジュールを並列または直列に連結してバッテリーパックを構成することもある。
一方、所要出力電圧を満たすための電池モジュールには複数の円筒型電池セルが収納され、このような電池セルは、エネルギー密度を高めるために、バスバーを介して互いに連結される。しかし、円筒型電池セルの場合、正極と負極とが非常に近接して位置しているだけではなく、該当極性を帯びる部分の面積が小さくてバスバーとの連結が容易でない。
これに関連して、図１は従来技術による電池セルをボンディングするための装置を示す図である。図１を参照すると、電池モジュール組立装置は、電池モジュールを装置に供給する供給部、供給された電池モジュールを作業位置に移動させる移送部、移送された電池モジュールをスキャンするビジョン方式カメラ、及び電池モジュールのボンディング作業を遂行する溶接部を含んでなる。移送部によって移送された電池モジュールをビジョン方式カメラでスキャンして座標を設定し、その情報に基づいて溶接部の位置に移動してボンディング作業を遂行する装置である。
前記従来技術はビジョン方式カメラを用いてボンディング作業位置を設定して遂行するが、電池モジュールを明るくする光源体がなくて正確な位置把握が難しく、特に溶接部に到逹するまでほこりなどの各種の異物によって汚染される可能性があり、溶接不良をもたらすことがあるという欠点がある。
韓国登録特許第１８１０６５９号公報
本発明は前記のような問題点を解決するために、モジュールケースとモジュールケースに収納された電池セルの位置を正確にスキャンして、電池セルとバスバーを所定の位置でボンディングすることができる、ビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、電池セルのボンディング部位に付着された異物を除去することによってボンディング不良を最小化することができる、ビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法を提供することを目的とする。
前記のような問題点を解決するための本発明による電池モジュール組立装置は、円筒型電池セル（１２０）を収納した電池モジュールが着座された状態で前後にまたは左右に移動する移送部（２００）、前記電池モジュール（１００）の位置を確認するビジョン部、及び前記電池モジュール（１００）に収納された円筒型電池セル（１２０）の電極とバスバー（２１０）とを電気的に連結するボンディング部（５００）を含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記電池モジュール（１００）は、収納された前記円筒型電池セル（１２０）の上部を覆うカバーケース（１４０）をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記カバーケース（１４０）は、上方に所定の高さに突出した突部（１４１）と、前記円筒型電池セル（１２０）の上面一部を露出させるように形成された開放部（１４２）とを含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記移送部（２００）は、前記電池モジュール（１００）の底面と密着する着座台（２１０）と、前記着座台（２１０）の角に位置する所定の高さを有する複数のガイド部（２１１）とを含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記ガイド部（２１１）の上面には「Ｌ」字形のマーカー（２１１’）が形成されていることを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記ビジョン部（３００）は、照明部、及び前記電池モジュール（１００）をスキャンするビジョンカメラを含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記円筒型電池セル（１２０）の異物を除去する洗浄部（４００）をさらに含むことを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記洗浄部（４００）はレーザー装置であることを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記ビジョン部（３００）は、第１ビジョン部（３１０）と、第２ビジョン部（３２０）とを含み、前記第１ビジョン部（３１０）、前記洗浄部（４００）、及び前記第２ビジョン部（３２０）の順に位置することを特徴とする。
また、本発明による組立装置において、前記ビジョン部（３００）は、第１ビジョン部（３１０）と第２ビジョン部（３２０）とを含み、前記第１ビジョン部（３１０）、前記第２ビジョン部（３２０）、及び前記洗浄部（４００）の順に位置することを特徴とする。
また、本発明による組立方法は、円筒型電池セル（１２０）を収納した電池モジュールを移送部（２００）に着座させる第１段階と、前記移送部（２００）を移動させる第２段階と、前記移送部（２００）の移動経路上に位置する前記ビジョン部を介して前記電池モジュール（１００）の位置を確認する第３段階と、前記電池モジュール（１００）に収納された前記円筒型電池セル（１２０）の電極とバスバー（２１０）とをボンディングする第４段階とを含むことを特徴とする。
また、本発明による組立方法において、前記第４段階に先立ち、前記円筒型電池セル（１２０）の上面のボンディングされる部分を洗浄する段階をさらに遂行することを特徴とする。
また、本発明による組立方法において、前記第３段階では、前記ビジョン部を介して前記電池モジュール（１００）の位置を２回確認し、前記洗浄する段階は前記２回の位置確認段階の間に遂行することを特徴とする。
また、本発明による組立方法において、前記第３段階では、前記ビジョン部を介して前記電池モジュール（１００）の位置を２回確認し、前記洗浄する段階は前記２回の位置確認段階の後に遂行することを特徴とする。
また、本発明による電池パックは前述した組立方法によって得られた電池モジュールを含むことを特徴とする。
本発明によるビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法によれば、複数のビジョン部が電池モジュールをスキャンし、その結果に基づいて円筒型電池セルとバスバーとをボンディングするので、正確な位置でのボンディング作業が可能であるという利点がある。
また、本発明によるビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法によれば、ボンディングすべき位置のみを洗浄する洗浄部を備えているので、異物によるボンディング不良を最小化することができるという利点がある。
さらに、本発明によるビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法によれば、高照度の照明部を備えているので、ビジョンカメラによるスキャン結果の信頼性を向上させることができるという利点がある。
従来技術によるバッテリーセルをボンディングするための装置を示す図である。 本発明の好適な実施例による電池モジュールを示す斜視図である。 本発明の好適な実施例による円筒型電池セルの断面図である。 本発明の好適な実施例によるビジョンを備えた電池モジュール組立装置の全体斜視図である。 本発明の好適な実施例によるビジョンを備えた電池モジュール組立装置の内部拡大斜視図である。 本発明の好適な実施例によるレーザーを用いて電池セルのボンディング部を洗浄することを説明するための拡大斜視図である。 本発明の好適な実施例による電池セルとバスバーとをワイヤでボンディングすることを説明するための拡大斜視図である。 本発明の好適な実施例による電池モジュールの組立方法を示すフローチャートである。
本出願で、「含む」、「有する」または「備える」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、構成要素、部分品またはこれらの組合せが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部分品またはこれらの組合せなどの存在または付加の可能性を予め排除しないものと理解しなければならない。
また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般で、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけではなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
以下、本発明によるビジョンを用いた電池モジュール組立装置及びこれを用いた組立方法について添付図面を参照しながら説明する。
図２は本発明の好適な実施例による電池モジュールを示す斜視図であり、図３は本発明の好適な実施例による円筒型電池セルの断面図である。
図２及び図３を参照して説明すると、本発明による電池モジュール１００は、モジュールケース１１０、円筒型電池セル１２０、バスバー１３０、及びカバーケース１４０を含んでなる。
まず、外形が略六面体であるモジュールケース１１０は円筒型電池セル１２０を収納することができるように空間部を備えており、円筒型電池セル１２０が直立したままで端子が外部に露出されるように、モジュールケース１１０の上端部には多数の開口部（図示せず）が形成されている。
一方、図３に示すように、本発明の電池モジュールに収納される電池セルは円筒型電池セル１２０であり、巻取型構造の電極組立体１２１を金属缶１２２に収納し、金属缶１２２内に電解液を注入した後、キャップアセンブリー１２３の開放上端に電極端子が形成されているキャップアセンブリー１２３を結合して製作することができる。
ここで、電極組立体１２１は、正極１２１（ａ）、負極１２１（ｂ）、及び分離膜１２１（ｃ）を順に積層して丸い形態に巻き取ることで製造される。
電極組立体１２１の中央部位に形成された貫通形の巻心部１２４には円筒状のセンターピン１２５が挿入されている。センターピン１２５は一般的に所定の強度を付与するために金属材からなる。このようなセンターピン１２５は電極組立体１２１を固定及び支持する作用とともに充放電及び作動の際に内部反応によって発生するガスを放出する通路として作用する。
一方、キャップアセンブリー１２３の上端中央部位には正極端子１２３（ａ）が突設されており、金属缶１２２の残り部位は負極端子１２３（ｂ）をなす。
もちろん、キャップアセンブリー１２３の上端に正極端子１２３（ａ）及び負極端子１２３（ｂ）が露出されるか突出している円筒型電池セル１２０であれば、特に限定されない。
前記のような多数の円筒型電池セル１２０を直列にまたは並列に連結するためのバスバー１３０は円筒型電池セル１２０から所定の距離だけ離隔したままで並んで位置している。
カバーケース１４０はモジュールケース１１０に収納された円筒型電池セル１２０の上部を保護するためのものであり、円筒型電池セル１２０の上面を露出させるための開放部１４２を備えており、また上部からの外部衝撃から円筒型電池セル１２０を保護することができるように、所定の高さに突出した複数の突部１４１が形成されている。
図４は本発明の好適な実施例によるビジョンを備えた電池モジュール組立装置の全体斜視図であり、図５は本発明の好適な実施例によるビジョンを備えた電池モジュール組立装置の内部拡大斜視図である。
図４及び図５を参照すると、本発明による電池モジュール組立装置は、移送部２００、ビジョン部３００、洗浄部４００、及びボンディング部５００を含んでなる。
移送部２００はボンディングされるべき円筒型電池セル１２０が収納された状態の電池モジュール１００を前後方（Ｘ軸方向）に移動させるための構成である。具体的には、移送部２００は、電池モジュール１００の底面と密着したままで電池モジュール１００を支持する平板構造の着座台２１０と、着座台２１０の移動経路を提供するレール２２０とを含んでなる。
ここで、着座台２１０の角には所定の高さを有する複数のガイド部２１１を備えることが好ましく、ガイド部２１１の上面には「Ｌ」字形のマーカー２１１’が刻まれていることがより好ましい。これに関連しては後述する。
ビジョン部３００は、着座台２１０に着座されて移送される電池モジュール１００の上面をスキャンしてモジュールケース１１０が所定の位置に着座されたかを確認し、そしてモジュールケース１１０に収納された円筒型電池セル１２０の位置をスキャンした後、その結果を洗浄部４００とボンディング部５００に伝送するための構成である。
前記のような機能を遂行するためのビジョン部３００は、第１ビジョン部３１０と第２ビジョン部３２０とを含んでなる。具体的には、第１ビジョン部３１０は、相対的に前方、すなわち作業者または別途の着座手段（図示せず）によって着座台２１０に電池モジュール１００が着座した後、１次的にスキャンすることができる位置に備えられ、第１ビジョンカメラ３１１と第１照明部３１２とを含んでなる。
ここで、第１照明部３１２は互いに所定の距離で離隔した一対からなることができ、第１ビジョンカメラ３１１は一対の第１照明部３１２の上部に位置し、移動する電池モジュール１００の上面をスキャンする。
すなわち、前述したガイド部２１１のマーカー２１１’を基準に、モジュールケース１１０が置かれた位置のねじれた程度とモジュールケース１１０に収納された円筒型電池セル１２０の位置をスキャンするものである。
第２ビジョン部３２０は第１ビジョン部３１０よりも相対的に後方に位置し、第２ビジョンカメラ３２１と第２照明部３２２とを含んでなる。第２ビジョンカメラ３２１及び第２照明部３２２は前述した第１ビジョンカメラ３１１及び第１照明部３１２と構成及び機能が同一である。
ここで、同じ機能を果たすビジョン部が第１ビジョン部３１０及び第２ビジョン部３２０の一対である理由は、ボンディングの正確性を高め、不良率を最小化するためである。
すなわち、本発明は、精密な動きが要求される洗浄部４００及びボンディング部５００の移動距離を最小化するように、円筒型電池セル１２０が収納された状態のモジュールケース１１０がレール２２０に沿って移動する。したがって、第１ビジョン部３１０の結果と第２ビジョン部３２０の結果とを比較分析して、移動過程中にねじれがなかったかを再確認するためである。
図６は本発明の好適な実施例によるレーザーを用いて電池セルのボンディング部を洗浄することを説明するための拡大斜視図である。
円筒型電池セル１２０をモジュールケース１１０に収納する過程や円筒型電池セル１２０がモジュールケース１１０に収納された状態で移動する過程でほこりや油脂などの各種の異物が電極の表面に付着することがあり、これは溶接不良につながることがある。
本発明は、このような溶接不良によって廃棄される電池モジュールを最少化するように、洗浄部４００を備える。具体的には、洗浄部４００は胴体の下端にチップ部４１０を備えており、チップ部４１０を介してレーザーを照射して円筒型電池セル１２０の上面を洗浄する。
特に、レーザーは第１ビジョン部３１０及び第２ビジョン部３２０によって得られたスキャン結果に基づいて溶接すべき部位のみを洗浄することができる。したがって、エネルギーを低減するとともに電池モジュールを速かに組み立てることができる。
一方、洗浄部４００は、第１ビジョン部３１０、洗浄部４００、及び第２ビジョン部３２０の順に位置するか、第１ビジョン部３１０、第２ビジョン部３２０、及び洗浄部４００の順に位置することができる。
図７は本発明の好適な実施例による電池セルとバスバーとをワイヤでボンディングすることを説明するための拡大斜視図である。
電池セルの正極とバスバー、かつ負極とバスバーを電気的に連結するためのボンディング部５００は尖っている形状のノズル部５１０を下端に備えており、ノズル部５１０を通って溶融した伝導性金属が吐き出される。
すなわち、ボンディング部５００は上下左右にかつ前後方向に移動可能であり、第１ビジョン部３１０及び第２ビジョン部３２０によって得られたスキャン結果によって収納された円筒型電池セル１２０の正極とバスバー、かつ負極とバスバーを繰り返し移動しながらワイヤＷの形状にボンディングする。
図８は本発明の好適な実施例による電池モジュールの組立方法を示すフローチャートである。
本発明によるビジョンを用いた電池モジュール組立装置を用いた組立方法は、円筒型電池セル１２０を収納した電池モジュールを移送部２００に着座させる第１段階と、移送部２００を移動させる第２段階と、移送部２００の移動経路上に位置するビジョン部を介して電池モジュール１００の位置を確認する第３段階と、電池モジュール１００に収納された円筒型電池セル１２０の電極とバスバー２１０とをボンディングする第４段階とを含んでなる。
一方、前記第３段階では電池モジュール１００の位置を２回確認することが好ましく、第４段階以前に洗浄する段階をさらに遂行することがより好ましい。
すなわち、第３段階では、第１ビジョン部３１０、洗浄部４００、及び第２ビジョン部３２０が順次位置することにより、電池モジュール１００の１次位置確認及び洗浄と電池モジュール１００の２次位置確認の順に遂行することができる。この場合、洗浄過程で電池モジュール１００の位置が少しずれてもボンディングの前にもう一度、電池モジュール１００の位置を確認することができるので、ボンディング位置を正確に把握することができる。
また、第３段階では、第１ビジョン部３１０、第２ビジョン部３２０、及び洗浄部４００が順次位置することにより、電池モジュール１００の１次位置確認、電池モジュール１００の２次位置確認、及び洗浄の順に遂行することができる。この場合には、洗浄直後にボンディング作業を遂行するので異物が付着される可能性が低く、よって異物によるボンディング不良を最小化することができる。
本発明によるビジョンを用いた組立方法によって組み立てられた電池モジュールは一つ以上が集まって電池パックを構成することができる。
以上で本発明の内容の特定部分を詳細に記述したが、当該分野で通常の知識を有する者にこのような具体的技術はただ好適な実施様態であるだけで、これによって本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で多様な変更及び修正が可能であるというのは当業者に明らかなものであり、このような変形及び修正も添付の特許請求の範囲に属するものであるというのは言うまでもない。
１００ 電池モジュール
１１０ モジュールケース
１２０ 円筒型電池セル
１２１ 電極組立体
１２１（ａ） 正極
１２１（ｂ） 負極
１２１（ｃ） 分離膜
１２２ 金属缶
１２３ キャップアセンブリー
１２３（ａ） 正極端子
１２３（ｂ） 負極端子
１２４ 巻心部
１２５ センターピン
１３０ バスバー
１４０ カバーケース
１４１ 突部
１４２ 開放部
２００ 移送部
２１０ 着座台
２１１ ガイド部
２１１’ マーカー
２２０ レール
３００ ビジョン部
３１０ 第１ビジョン部
３１１ 第１ビジョンカメラ
３１２ 第１照明部
３２０ 第２ビジョン部
３２１ 第２ビジョンカメラ
３２２ 第２照明部
４００ 洗浄部
４１０ チップ部
５００ ボンディング部
５１０ ノズル部
Ｗ ワイヤ

Claims (15)

  1. 円筒型電池セルを収納した電池モジュールが着座された状態で前後にまたは左右に移動する移送部と、
    前記電池モジュールの位置を確認するビジョン部と、
    前記電池モジュールに収納された円筒型電池セルの電極とバスバーとを電気的に連結するボンディング部と、
    を含む、ビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  2. 前記電池モジュールは、収納された前記円筒型電池セルの上部を覆うカバーケースをさらに含む、請求項１に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  3. 前記カバーケースは、上方に所定の高さに突出した突部、及び前記円筒型電池セルの上面一部を露出させるように形成された開放部を含む、請求項２に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  4. 前記移送部は、前記電池モジュールの底面と密着する着座台と、前記着座台の角に位置する所定の高さを有する複数のガイド部と、を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  5. 前記ガイド部の上面にはＬ字形のマーカーが形成されている、請求項４に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  6. 前記ビジョン部は、照明部、及び前記電池モジュールをスキャンするビジョンカメラを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  7. 前記円筒型電池セルの異物を除去する洗浄部をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  8. 前記洗浄部はレーザー装置である、請求項７に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  9. 前記ビジョン部は、第１ビジョン部と、第２ビジョン部と、を含み、前記第１ビジョン部、前記洗浄部、及び前記第２ビジョン部の順に位置する、請求項７または８に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  10. 前記ビジョン部は、第１ビジョン部と、第２ビジョン部と、を含み、前記第１ビジョン部、前記第２ビジョン部、及び前記洗浄部の順に位置する、請求項７または８に記載のビジョンを用いた電池モジュール組立装置。
  11. 円筒型電池セルを収納した電池モジュールを移送部に着座させる第１段階と、
    前記移送部を移動させる第２段階と、
    前記移送部の移動経路上に位置するビジョン部を介して前記電池モジュールの位置を確認する第３段階と、
    前記電池モジュールに収納された円筒型電池セルの電極とバスバーとをボンディングする第４段階と、
    を含む、電池モジュール組立方法。
  12. 前記第４段階に先立ち、前記円筒型電池セルの上面のボンディングされる部分を洗浄する段階をさらに遂行する、請求項１１に記載の電池モジュール組立方法。
  13. 前記第３段階では前記ビジョン部を介して前記電池モジュールの位置を２回確認し、前記洗浄する段階は前記２回の位置確認段階の間に遂行する、請求項１２に記載の電池モジュール組立方法。
  14. 前記第３段階では前記ビジョン部を介して前記電池モジュールの位置を２回確認し、前記洗浄する段階は前記２回の位置確認段階の後に遂行する、請求項１２に記載の電池モジュール組立方法。
  15. 請求項１１～１４のいずれか一項に記載の組立方法によって得られた前記電池モジュールを含む電池パック。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102444804B1 (ko) * 2022-05-31 2022-09-19 디에이치 주식회사 캔형 이차전지의 전해액 주입구 레이저 클리닝 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3661564B2 (ja) * 2000-05-31 2005-06-15 松下電器産業株式会社 表示パネルの組立装置
JP2011033663A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Hitachi High-Technologies Corp パネル基板搬送装置および表示パネルモジュール組立装置
JP2013026383A (ja) * 2011-07-20 2013-02-04 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 位置合わせ装置、位置合わせ方法、および、描画装置
JP6135494B2 (ja) * 2013-12-20 2017-05-31 豊田合成株式会社 電池パック
KR101810659B1 (ko) 2015-04-24 2017-12-20 주식회사 엘지화학 전지셀들을 포함하고 있는 전지셀 어셈블리의 전극단자 용접 장치 및 이를 사용한 용접 방법
JP6628505B2 (ja) * 2015-06-17 2020-01-08 株式会社エンビジョンＡｅｓｃエナジーデバイス 二次電池用の電極の製造方法および製造装置と二次電池の製造方法
KR20170071077A (ko) * 2015-12-15 2017-06-23 주식회사 엘지화학 복수의 전지셀 어셈블리 레인들을 포함하는 전지팩 제조 장치
JP2017126522A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 台湾神戸電池股▲分▼有限公司 電池極板ヘッドの洗浄方法
KR101900403B1 (ko) * 2018-04-30 2018-09-20 (주)하나기술 원통 전지 위치 정렬장치 및 이를 구비하는 용접 장치
KR101908628B1 (ko) * 2018-04-30 2018-10-16 (주)하나기술 원통 전지 외부탭 용접 방법
KR102446378B1 (ko) 2018-11-23 2022-09-23 연세대학교 산학협력단 비결핵 항산균 감염증의 치료 반응성을 예측하는 방법

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