JP2024503785A - バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置 - Google Patents

バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2024503785A
JP2024503785A JP2023536883A JP2023536883A JP2024503785A JP 2024503785 A JP2024503785 A JP 2024503785A JP 2023536883 A JP2023536883 A JP 2023536883A JP 2023536883 A JP2023536883 A JP 2023536883A JP 2024503785 A JP2024503785 A JP 2024503785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery cell
fixing device
cell fixing
holder
cylindrical battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023536883A
Other languages
English (en)
Inventor
リー、ミュン－アン
リュ、ドゥク－ヒュン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of JP2024503785A publication Critical patent/JP2024503785A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/30—Mixing the contents of individual packages or containers, e.g. by rotating tins or bottles
    • B01F29/32—Containers specially adapted for coupling to rotating frames or the like; Coupling means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/30—Mixing the contents of individual packages or containers, e.g. by rotating tins or bottles
    • B01F29/33—Mixing the contents of individual packages or containers, e.g. by rotating tins or bottles by imparting a combination of movements to two or more containers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/60—Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with a vibrating receptacle
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)

Abstract

本発明の一実施例によるバッテリーセル固定装置は、円筒形バッテリーセルの外周面の周りに沿って前記円筒形バッテリーセルに結合する複数のホルダーユニットを含むバッテリーセル固定装置であって、前記複数のホルダーユニットは各々、前記円筒形バッテリーセルの外周面の一部をカバーするように構成されるホルダー本体と、前記ホルダー本体から前記円筒形バッテリーセルに向かって突出し、前記円筒形バッテリーセルの外周面が圧入されて形成されたビーディング部に挿入されるように構成されるビーディング固定部と、を含む。

Description

本発明は、バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置に関する。
本出願は、２０２１年６月９日出願の韓国特許出願第１０－２０２１－００７５０６１号に基づく優先権を主張し、当該出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
製品群に応じた適用性が高く、且つ、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、携帯用機器だけでなく、電気的駆動源によって駆動する電気自動車（ＥＶ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ、Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）などに普遍的に適用されている。このような二次電池は、化石燃料の使用を画期的に減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に伴う副産物が全く生じないという点で、環境にやさしく、エネルギー効率が向上できることから、新しいエネルギー源として注目を集めている。
現在、広く使用される二次電池の種類としては、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、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、即ち、単位バッテリーセルの作動電圧は約２．５Ｖ～４．５Ｖである。したがって、これよりさらに高い出力電圧が要求される場合、複数のバッテリーセルを直列に接続してバッテリーパックを構成する。また、バッテリーパックに要求される充放電容量に応じて複数のバッテリーセルを並列に接続してバッテリーパックを構成し得る。したがって、バッテリーパックに含まれるバッテリーセルの数は、要求される出力電圧または充放電容量に応じて多様に設定可能である。
一方、通常的に二次電池においては、電極組立体に電解液が含浸されることで、リチウムイオンが円滑に移動して電流を発生させ得る。この際、電解液含浸率は、電池の寿命及び容量に影響を及ぼす非常に重要な要素であって、電解液の含浸率が高いほど有利になる。
一方、円筒形バッテリーセルの上部で電解液を注入した後、真空処理及び加圧処理を行うことだけでは、電極組立体の全体に電解液を完璧に含浸させるのに限界があり得る。例えば、電極組立体の上部と下部で電解液の含浸率が変わり得る。より具体的には、電解液の注入後に円筒形バッテリーセルの下部に残余の電解液が集まっており、上部には電解液が適切に含浸されていない場合があり得る。または、電極組立体を構成する正極板、分離膜及び負極板の間隔が非常に狭く形成されているため、毛細管現象によって電池缶の上部開口部から注入された電解液は電池缶の上部のみに留まり、電池缶の下部まで伝達されにくいことがある。
そこで、円筒形バッテリーセルの電極組立体に全体的に均一に電解液を含浸させるための方案が求められる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、円筒形バッテリーセルの内部に収容された電極組立体に全体的に電解液を均一に含浸させることで、円筒形バッテリーセルの電解液の含浸率を向上させることを目的とする。
また、本発明は、円筒形バッテリーセルの外観及びサイズに関わらず、多様な円筒形バッテリーセルを安定的に固定可能にすることで、多様な円筒形バッテリーセルとの互換が可能なバッテリーセル固定装置及び電解液含浸装置を提供することを他の目的とする。
但し、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。
上記の課題を達成するための本発明の一実施例によるバッテリーセル固定装置は、円筒形バッテリーセルの外周面の周りに沿って前記円筒形バッテリーセルに結合する複数のホルダーユニットを含むバッテリーセル固定装置であって、前記複数のホルダーユニットは各々、前記円筒形バッテリーセルの外周面の一部をカバーするように構成されるホルダー本体と、前記ホルダー本体から前記円筒形バッテリーセルに向かって突出し、前記円筒形バッテリーセルの外周面が圧入されて形成されたビーディング部に挿入されるように構成されるビーディング固定部と、を含む。
前記バッテリーセル固定装置は、前記複数のホルダーユニットの少なくとも一つの前記ホルダー本体の外側面に備えられ、振動源と連結されるように構成される振動源連結部をさらに含み得る。
前記バッテリーセル固定装置は、隣接する前記ホルダーユニットを相互に結合するように構成されるホルダーユニット締結部をさらに含み得る。
前記ホルダー本体は、前記円筒形バッテリーセルの高さと対応する高さを有するように延びた形態を有し得る。
前記ホルダー本体は、前記円筒形バッテリーセルの外周方向に沿って延びた形態を有し得る。
前記ビーディング固定部の突出長さは、前記ビーディング部の圧入深さと対応し得る。
前記ビーディング固定部は、前記円筒形バッテリーセルの外周方向に沿って延びた形態を有し得る。
前記ビーディング固定部は、前記ホルダー本体から前記円筒形バッテリーセルの半径方向に沿って移動及び固定可能に構成され得る。
前記ビーディング固定部は、前記円筒形バッテリーセルの前記ビーディング部の圧入深さと対応する長さだけ引き出された状態で固定されるように構成され得る。
前記ホルダーユニット締結部は、前記複数のホルダーユニットの各々の前記ホルダー本体内に備えられ得る。
前記ホルダーユニット締結部は、前記ホルダー本体から引き出される方向及び前記ホルダー本体の内側に挿入される方向へ動くように構成され得る。
前記ホルダーユニット締結部は、前記円筒形バッテリーセルの円周方向に沿って動くように構成され得る。
前記ホルダーユニット締結部は、前記ホルダー本体の一側及び他側に各々備えられ得る。
互いに隣接する振動ユニットに各々備えられた締結部は、互いに向かう方向へ引き出されて相互に結合するように構成され得る。
なお、上述したような本発明の課題は、本発明の一実施例による電解液含浸装置によっても解決可能である。このような本発明の一実施例による電解液含浸装置は、複数の円筒形バッテリーセルに各々結合する本発明のバッテリーセル固定装置と、所定の回転中心軸を中心にして、前記ホルダーユニットを回転させるローテーターと、を含む。
前記電解液含浸装置は、前記バッテリーセル固定装置に連結される振動源をさらに含み得る。
前記振動源は、一つの前記バッテリーセル固定装置に備えられる前記ホルダーユニットの個数だけ備えられ得る。
前記ホルダー本体は、前記円筒形バッテリーセルの高さ方向の両端部において、前記ビーディング部が形成された領域と近く位置する一側端部が前記回転中心軸に向かうように配置され得る。
前記回転中心軸は、地面に平行に配置され得る。
前記振動源は、前記ローテーターの駆動が停止した後に前記バッテリーセル固定装置に連結されるように構成され得る。
前記ローテーターは、前記振動源の駆動が終了し、前記振動源と前記バッテリーセル固定装置の連結が解除された後に駆動を再開するように構成され得る。
複数の前記バッテリーセル固定装置は、交互に前記振動源に連結されるように構成され得る。
前記バッテリーセル固定装置は、前記バッテリーセル固定装置に結合した円筒形バッテリーセルの高さ方向の両端部において、前記ビーディング部が形成された領域と近く位置する一側端部が地面に向かう位置で前記振動源に連結されるように構成され得る。
本発明によれば、円筒形バッテリーセルの内部に収容された電極組立体に全体的に電解液が均一に含浸されるようにすることができ、これによって円筒形バッテリーセルの電解液の含浸率を向上させることができる。
また、本発明によれば、円筒形バッテリーセルの外観及びサイズに関わらず、多様な円筒形バッテリーセルを安定的に固定可能になる。これによって、本発明によるバッテリーセル固定装置は、多様な円筒形バッテリーセルと互換が可能である。また、バッテリーセル固定装置が円筒形バッテリーセルに密着できるため、振動源で発生する振動を円筒形バッテリーセルへより効果的に伝達可能である。
その他にも、本発明は、他の多様な効果を奏することができ、これについては各実施例で説明するか、または通常の技術者が容易に類推可能な効果などについては当該説明を省略する。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
本発明の一実施例によるバッテリーセル固定装置を説明するための図である。 図１のバッテリーセル固定装置とバッテリーセルが結合する過程を説明するための図である。 図１のバッテリーセル固定装置とバッテリーセルが結合する過程を説明するための図である。 本発明の他の実施例によるバッテリーセル固定装置を説明するための図である。 図１のバッテリーセル固定装置と振動源の連結関係を説明するための図である。 図１のバッテリーセル固定装置を含む電解液含浸装置を説明するための図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は通常的または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応じた意味及び概念で解釈されねばならない。
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
また、発明の理解を助けるために、添付された図面は実際の縮尺のとおり図示せず、一部の構成要素の寸法が誇張して図示され得る。
図１は、本発明の一実施例によるバッテリーセル固定装置を説明するための図であり、図２及び図３は、図１のバッテリーセル固定装置と円筒形バッテリーセルが結合する過程を説明するための図である。なお、図４は、本発明の他の実施例によるバッテリーセル固定装置を説明するための図である。
図１～図３を参照すると、本発明の一実施例によるバッテリーセル固定装置１０は、円筒形バッテリーセルＣの外周面の周りに沿って前記円筒形バッテリーセルＣに結合する複数のホルダーユニット１００を含む。一方、前記バッテリーセル固定装置１０は、振動源連結部２００及び／またはホルダーユニット締結部３００をさらに含み得る。
前記ホルダーユニット１００は、複数個が備えられる。例えば、図３に示したように、バッテリーセル固定装置１０は、三つのホルダーユニット１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを含み得る。本発明のバッテリーセル固定装置１０は、複数のホルダーユニット１００を含むことで、形状及び／またはサイズが多少異なる円筒形バッテリーセルＣであるとしても、円筒形バッテリーセルＣに密着可能な効果を奏し得る。例えば、直径が相対的に大きい円筒形バッテリーセルＣであるとしても、複数のホルダーユニット１００が円筒形バッテリーセルＣの円周方向に沿って互いに所定の間隔で離隔した状態で前記円筒形バッテリーセルＣの外周面をカバーし得る。
一方、ホルダーユニット１００の個数が多いほど円筒形バッテリーセルＣを固定する効果が大きくなり得る。例えば、図４のように、４個のホルダーユニット１００を含むバッテリーセル固定装置１０においては、円筒形バッテリーセルＣの固定力がさらに向上し得る。また、ホルダーユニット１００の個数が多いほど、バッテリーセル固定装置１０と互換可能な円筒形バッテリーセルＣの形状及び／またはサイズの範囲が拡大され得る。
前記ホルダーユニット１００は、ホルダー本体１１０及びビーディング固定部１２０を含む。
図１～図３を参照すると、ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの外周面の一部をカバーするように構成される。前記ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの外周方向に沿って延びた形態を有し得る。前記ホルダー本体１１０は、その内面が、円筒形バッテリーセルＣの曲率とほぼ類似の曲率を有し得る。これによって、前記ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの外周面に密着し得る。これによって、振動源（図５及び図６参照）で発生した振動が円筒形バッテリーセルＣにさらに効率的に伝達可能になる。
前記ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの高さ方向（Ｚ軸と平行する方向）の全体領域における少なくとも一部領域をカバーする形態を有し得る。例えば、図１～図３を参照すると、前記ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの外周面においてビーディング部Ｂが位置する上部と隣接する一部のみをカバーし得る。前記ビーディング部Ｂは、円筒形バッテリーセルＣにおいて電池缶の内部に収容される電極組立体（図示せず）が電池缶の外部へ離脱しないように電池缶の外周面の周りを所定の深さで圧入することで形成される。本発明において、バッテリーセルＣの上部とは、バッテリーセルＣの高さ方向（Ｚ軸と平行する方向）の両端部のうちビーディング部Ｂが形成された領域と近く位置する一側端部を意味する。
図示していないが、本発明の他の実施形態として、前記ホルダー本体１１０は、円筒形バッテリーセルＣの高さと対応する高さを有するように延びた形態を有し得る。この場合、ホルダー本体１１０が円筒形バッテリーセルＣと当接する面積が広くなるため、外部の振動が円筒形バッテリーセルＣにさらに効率的に伝達されることが可能になる。
図１～図３を参照すると、ビーディング固定部１２０は、ホルダー本体１１０から円筒形バッテリーセルＣに向かって突出し得る。前記ビーディング固定部１２０は、円筒形バッテリーセルＣのビーディング部Ｂに挿入され、円筒形バッテリーセルＣの高さ方向（Ｚ軸と平行する方向）の位置を正確に固定し得る。前記ビーディング固定部１２０の突出長さは、ビーディング部Ｂの圧入深さと対応し得る。前記ビーディング固定部１２０の突出長さがビーディング部Ｂの圧入深さと実質的に同じ場合、ビーディング固定部１２０がビーディング部Ｂ内に最大限に深く挿入されたとき、ホルダー本体１１０の内側面が円筒形バッテリーセルＣの外周面に密着し得る。これによって、円筒形バッテリーセルＣの固定力を極大化でき、後述する振動源３０による振動が円筒形バッテリーセルＣに容易に伝達される。
一方、円筒形バッテリーセルＣ毎にそのサイズが多少異なり得るため、本発明のバッテリーセル固定装置１０は、相異なるサイズを有する円筒形バッテリーセルＣを全て汎用的に堅固に固定可能に構成される必要がある。これによって、本発明のバッテリーセル固定装置１０に採用されるビーディング固定部１２０は、ホルダー本体１１０から円筒形バッテリーセルＣの半径方向へ移動及び固定可能に構成され得る。より具体的には、ビーディング固定部１２０は、ホルダー本体１１０から前記半径方向に沿ってスライド方式で引き出され、引き出された状態で固定され得る。例えば、図３を参照すると、ビーディング固定部１２０は、結合する円筒形バッテリーセルＣのビーディング部Ｂの圧入深さと対応する長さだけ引き出された後に固定され得る。これによって、本発明によると、相異なるサイズの円筒形バッテリーセルＣに汎用的に適用可能であり、円筒形バッテリーセルＣの高さ方向（Ｚ軸と平行する方向）の位置を正確に固定できる。このように本発明のバッテリーセル固定装置１０は、円筒形バッテリーセルＣを安定的に固定可能な構造を有し、これによって、円筒形バッテリーセルＣに電解液を効率的に含浸させるための工程が安定的に行われ得る。
図１～図３を参照すると、前記振動源連結部２００は、複数のホルダーユニット１００の少なくとも一つの前記ホルダー本体１１０の外側面に備えられ、振動源３０と連結され得る。即ち、前記振動源連結部２００は、ホルダー本体１１０に備えられ、ホルダー本体１１０に振動源３０が容易に締結されるようにする構造を有する締結部として機能し得る。例えば、振動源連結部２００は、ホルダー本体１１０の外側面にほぼ垂直に備えられた棒状であり得る。但し、前記振動源連結部２００がこのような棒状に限定されず、外部の振動源３０がホルダー本体１１０に容易に連結されるようにする構造であれば、如何なる構造であっても差し支えない。
振動源連結部２００は、複数のホルダーユニット１００の少なくとも一つに備えられ得る。例えば、図１～図３を参照すると、振動源連結部２００は、三つのホルダーユニット１００のうちいずれか一つのホルダーユニット１００のみに備えられるか、または二つのホルダーユニット１００のみに備えられ得る。勿論、振動源連結部２００が三つのホルダーユニット１００に全て備えられることも可能である。
図１～図３を参照すると、前記ホルダーユニット締結部３００は、隣接するホルダーユニット１００を相互に結合するように構成され得る。前記ホルダーユニット締結部３００は、例えば、ホルダー本体１１０内に備えられ得る。前記ホルダーユニット締結部３００は、ホルダー本体１１０から引き出される方向及びホルダー本体１１０の内側へ挿入される方向へ動くように構成され得る。前記ホルダーユニット締結部３００は、円筒形バッテリーセルＣのほぼ円周方向に沿って動くように構成され得る。
前記ホルダーユニット締結部３００は、例えば、ホルダー本体１１０の一側及び他側に各々備えられ得る。互いに隣接するホルダーユニット１００に各々備えられたホルダーユニット締結部３００は、互いに向かう方向へ引き出されて相互に結合し得る。互いに隣接するホルダーユニット１００に各々備えられたホルダーユニット締結部３００の相互締結方式は限定されず、例えば、バックル結合及び／またはフック結合可能に構成され得る。または、各々のホルダーユニット締結部３００の末端に磁石が備えられ、隣接するホルダーユニット１００が互いに所定の距離に近くなる場合、磁気力によって互いに締結される形態であり得る。このように、前記ホルダーユニット締結部３００によって、隣接するホルダーユニット１００は、相互に結合して一つのバッテリーセル固定装置１０を構成し得る。例えば、直径が相対的に大きい円筒形バッテリーセルＣをカバーする場合、複数のホルダーユニット１００が互いに所定の間隔で離隔し得る。この際、複数のホルダーユニット１００の間隔は、円筒形バッテリーセルＣの円周長さによって変わり得る。本発明によると、ホルダーユニット締結部３００は、ホルダー本体が相互に離隔した一対のホルダーユニット１００の間で一対のホルダーユニット１００を連結するように構成され、これによって直径が相対的に大きい円筒形バッテリーセルＣも本発明のバッテリーセル固定装置１０によってカバーされ得る。
図５は、図１のバッテリーセル固定装置と振動源の連結関係を説明するための図であり、図６は、図１のバッテリーセル固定装置を含む電解液含浸装置を説明するための図である。
図５及び図６を参照すると、本発明の一実施例よる電解液含浸装置１は、少なくとも一つのバッテリーセル固定装置１０及びローテーター２０を含む。なお、前記電解液含浸装置１は、振動源３０をさらに含み得る。
通常的に二次電池においては、電極組立体に電解液が含浸されることで、リチウムイオンが円滑に移動して電流を発生させ得る。この際、電解液含浸率は、電池の寿命及び容量に影響を及ぼす非常に重要な要素であって、電解液含浸率が高いほど有利になる。
一方、円筒形バッテリーセルＣの上部から電解液を注入した後、真空処理及び加圧処理をするだけでは、電極組立体全体に電解液を完璧に含浸させるのに限界があり得る。例えば、電極組立体の上部と下部で電解液の含浸率が相違し得る。より具体的には、電解液の注入後に円筒形バッテリーセルＣの下部に残余の電解液が集まっており、上部には電解液が適切に含浸されていない場合があり得る。または、電極組立体を構成する正極板、分離膜及び負極板の間の間隔が非常に狭く形成されているため、毛細管現象によって、電池缶の上部開口部から注入された電解液は、電池缶の上部のみに留まり、電池缶の下部までは伝達されにくいことがある。これによって、電解液が注入された円筒形バッテリーセルＣを回転させることで遠心力を用いて電解液を電極組立体の全体領域にかけて均一に含浸させる必要がある。また、より効率的な電解液の含浸のために、円筒形バッテリーセルＣに振動を加えてもよい。このために、本発明の一実施例による電解液含浸装置１は、複数のバッテリーセル固定装置１０にローテーター２０を連結することで、またはローテーター２０と振動源３０を共に連結することで、複数の前記円筒形バッテリーセルＣの内部に収容された電極組立体の全体領域にかけて電解液を均一に含浸させ得る。特に、本発明の一実施例による電解液含浸装置１は、複数のバッテリーセル固定装置１０を含み得る。これによって、複数の円筒形バッテリーセルＣの電解液の含浸率を同時に向上させることができる。
図６を参照すると、前記ローテーター２０は、所定の回転中心軸を中心にして、前記ホルダーユニット１００を回転させ得る。例えば、図６のように、ローテーター２０は、回転中心軸を中心にして駆動する駆動部を含み、駆動部からほぼ放射状に延びて前記バッテリーセル固定装置１０を把持する複数のコネクティングロッドを含み得る。しかし、このような形状のみに限定されない。例えば、ローテーター２０は、所定の回転中心軸を中心にして一定の半径を有する円周形態のフレームを含んでもよく、前記円周フレームは、所定の連結部によって駆動部と連結され得る。
図６を参照すると、前記ローテーター２０は、時計回り及び／または反時計回りに回転し得る。ローテーター２０は、一定の方向に持続的に回転するか、または時計回りに回転して一定の回転数を満たした後には、反時計回りに回転し得る。例えば、ローテーター２０は、水車のように同じ方向へ持続的に回転するか、または砂時計のように回転方向が続けて変わり得る。
図６を参照すると、前記ホルダー本体１１０は、前記円筒形バッテリーセルＣの上部がローテーター２０の回転中心軸に向かうように配置され得る。この場合、バッテリーセル固定装置１０及び円筒形バッテリーセルＣが回転中心軸を中心にして回転することによって遠心力が発生して、円筒形バッテリーセルＣの内部に収容された電解液は、円筒形バッテリーセルＣの下方に向かって遠心力を受けて移動し得る。これによって、円筒形バッテリーセルＣの上部のみに留まっていた電解液は、円筒形バッテリーセルＣの下部まで速く移動可能になる。したがって、電解液の含浸率が円筒形バッテリーセルＣ全体的に向上する。
一方、図示していないが、図６とは異なり、ホルダー本体１１０は、前記円筒形バッテリーセルＣの下部がローテーター２０の回転中心軸に向かうように配置され得る。この場合、バッテリーセル固定装置１０及び円筒形バッテリーセルＣが回転中心軸を中心にして回転することによって遠心力が発生して、円筒形バッテリーセルＣの内部に収容された電解液は、円筒形バッテリーセルＣの上方に向かって遠心力を受けて移動し得る。これによって、このような配置によると、電解液の注入後に円筒形バッテリーセルＣの下部に残余電解液が集まっており、上部には電解液が適切に含浸されていない場合の電解液の含浸率を改善することができる。
図６を参照すると、前記回転中心軸は、地面にほぼ平行して配置され得る。これによって、ローテーター２０の回転平面は、地面にほぼ垂直であり得る。したがって、ローテーター２０と連結されたバッテリーセル固定装置１０に結合した円筒形バッテリーセルＣは、回転中に倒立状態になり得る。例えば、図６を参照すると、ローテーター２０の一対の上部に位置したバッテリーセル固定装置１０に結合した円筒形バッテリーセルＣは、上部が回転中心軸に向かっている。この際、前記円筒形バッテリーセルＣは、逆になった状態になり得る。一方、ローテーター２０の最下部に位置したバッテリーセル固定装置１０に結合した円筒形バッテリーセルＣは、正立状態になり得る。
図５及び図６を参照すると、振動源３０は、前記バッテリーセル固定装置１０に連結され得る。特に、振動源３０は、バッテリーセル固定装置１０の振動源連結部２００に連結され得る。この際、振動源３０は、振動を発生させるソースであれば、いずれでもよい。例えば、振動源３０は、超音波発生器または垂直／水平運動が可能な設備であり得る。または、振動源３０はオシレーターであり得る。
図示していないが、前記振動源３０は、一つのバッテリーセル固定装置１０に備えられるホルダーユニット１００の個数だけ備えられ得る。または、振動源３０は、一つのバッテリーセル固定装置１０に備えられるホルダーユニット１００の個数よりも少ない個数が備えられ得る。図５及び図６を参照すると、前記振動源３０は、対応するバッテリーセル固定装置１０に備えられた複数のホルダーユニット１００のうちいずれか一つのホルダーユニット１００のみに連結され得る。
図６を参照すると、前記振動源３０は、ローテーター２０の駆動が停止した後に前記バッテリーセル固定装置１０に連結されるように構成され得る。より具体的には、振動源３０は、ローテーター２０の駆動が停止した後に前記バッテリーセル固定装置１０に連結され、ローテーター２０の再駆動の開始前に前記バッテリーセル固定装置１０との連結が解除されるように構成され得る。また、前記バッテリーセル固定装置１０は、前記バッテリーセル固定装置１０に結合した円筒形バッテリーセルＣの上部、即ち、バッテリーセルＣの高さ方向の両端部のうちビーディング部Ｂが形成された領域と近く位置する一側端部が地面に向かう位置で振動源３０に連結されるように構成され得る。即ち、前記バッテリーセル固定装置１０は、バッテリーセル固定装置１０に連結された円筒形バッテリーセルＣが倒立状態になる位置で前記振動源３０に連結され得る。
例えば、図６を参照すると、ローテーター２０の回転中において、回転は一時停止され、バッテリーセル固定装置１０がローテーター２０の最上部に位置するとき、バッテリーセル固定装置１０が振動源３０に連結され得る。この際、遠心力によって円筒形バッテリーセルＣの下部に集中していた電解液は、振動源３０からの振動を受け、重力方向へ流れ落ち得る。これによって、電解液は、円筒形バッテリーセルＣの高さ方向（Ｚ軸と平行する方向）に沿って一側及び他側へ反復的に移動でき、これによって電極組立体の全体領域が均一に含浸されることが可能である。
一方、振動源３０は、所定時間作動した後、前記バッテリーセル固定装置１０と連結解除されるように構成され得る。この際、ローテーター２０は、再駆動を開始し得る。これによって、前記円筒形バッテリーセルＣは、改めて回転による遠心力を受け得る。
複数の前記バッテリーセル固定装置１０は、交互に銭振動源３０に連結されるように構成され得る。例えば、図６を参照して説明すると、振動源３０は、ローテーター２０の上部、即ち、地面と最も距離が遠い位置のみでバッテリーセル固定装置１０と連結されるように構成され得る。これによって、回転中の複数のバッテリーセル固定装置１０は、交互に振動源３０に連結され得る。
一方、例えば、図６のように４個のバッテリーセル固定装置１０を含む電解液含浸装置１の場合、ローテーター２０の駆動停止周期が一回転になると、いずれか一つのバッテリーセル固定装置１０のみが振動源３０と連結されるので、円筒形バッテリーセルＣ毎に含浸率が相違し得る。これによって、ローテーター２０の駆動停止周期は、例えば３／４回転であり得る。この場合には、ローテーター２０が３／４回転した後に停止し、停止した時点で最も上部に位置しているバッテリーセル固定装置１０が振動源３０に連結されるため、全てのバッテリーセル固定装置１０が交互に振動源３０に連結され得る。但し、ローテーター２０の駆動停止周期はこれに限定されず、電解液含浸装置１が含む全てのバッテリーセル固定装置１０が交互に振動源３０に連結可能であれば、いずれの周期でも可能である。このように、本発明の一実施例による電解液含浸装置１は、複数の円筒形バッテリーセルＣと安定的に結合してバッテリーセルＣを回転させるように構成され得る。これによって、前記電解液含浸装置１は、バッテリーセルＣの上部から注液された電解液がバッテリーセルＣの下部へ円滑に移動するようにすることができる。一方、本発明の一実施例による電解液含浸装置１は、バッテリーセルＣに振動を加えるように構成され得る。これによって、前記電解液含浸装置１は、バッテリーセルＣに回転運動による遠心力が加えられることによってバッテリーセルＣの下部に集中した電解液を上部へ迅速に移動させることで、電極組立体の全体領域にかけて電解液を均一に含浸させることができる。
なお、本明細書において、上、下のような方向を示す用語が使用されたが、このような用語は相対的な位置を示し、説明の便宜のためのものであるだけで、対象となる事物の位置や観測者の位置などによって変わり得ることは、当業者にとって自明である。
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と以下に記載する特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
１ 電解液含浸装置
１０ バッテリーセル固定装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ ホルダーユニット
１１０ ホルダー本体
１２０ ビーディング固定部
２００ 振動源連結部
３００ ホルダーユニット締結部
２０ ローテーター
３０ 振動源
Ｃ バッテリーセル
Ｂ ビーディング部

Claims (23)

  1. 円筒形バッテリーセルの外周面の周りに沿って前記円筒形バッテリーセルに結合する複数のホルダーユニットを含むバッテリーセル固定装置であって、
    前記複数のホルダーユニットは各々、
    前記円筒形バッテリーセルの外周面の一部をカバーするように構成されるホルダー本体と、
    前記ホルダー本体から前記円筒形バッテリーセルに向かって突出し、前記円筒形バッテリーセルの外周面が圧入されて形成されたビーディング部に挿入されるように構成されるビーディング固定部と、を含む、バッテリーセル固定装置。
  2. 前記バッテリーセル固定装置は、
    前記複数のホルダーユニットの少なくとも一つの前記ホルダー本体の外側面に備えられ、振動源と連結されるように構成される振動源連結部をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  3. 前記バッテリーセル固定装置は、
    隣接する前記ホルダーユニットを相互に結合するように構成されるホルダーユニット締結部をさらに含む、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  4. 前記ホルダー本体は、
    前記円筒形バッテリーセルの高さと対応する高さを有するように延びた形態を有する、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  5. 前記ホルダー本体は、
    前記円筒形バッテリーセルの外周方向に沿って延びた形態を有する、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  6. 前記ビーディング固定部の突出長さは、
    前記ビーディング部の圧入深さと対応する、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  7. 前記ビーディング固定部は、
    前記円筒形バッテリーセルの外周方向に沿って延びた形態を有する、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  8. 前記ビーディング固定部は、
    前記ホルダー本体から前記円筒形バッテリーセルの半径方向に沿って移動及び固定可能に構成される、請求項１に記載のバッテリーセル固定装置。
  9. 前記ビーディング固定部は、
    前記円筒形バッテリーセルの前記ビーディング部の圧入深さと対応する長さだけ引き出された状態で固定されるように構成される、請求項８に記載のバッテリーセル固定装置。
  10. 前記ホルダーユニット締結部は、
    前記複数のホルダーユニットの各々の前記ホルダー本体内に備えられる、請求項３に記載のバッテリーセル固定装置。
  11. 前記ホルダーユニット締結部は、
    前記ホルダー本体から引き出される方向及び前記ホルダー本体の内側に挿入される方向へ動くように構成される、請求項１０に記載のバッテリーセル固定装置。
  12. 前記ホルダーユニット締結部は、
    前記円筒形バッテリーセルの円周方向に沿って動くように構成される、請求項１１に記載のバッテリーセル固定装置。
  13. 前記ホルダーユニット締結部は、
    前記ホルダー本体の一側及び他側に各々備えられる、請求項３に記載のバッテリーセル固定装置。
  14. 互いに隣接する振動ユニットに各々備えられた締結部は、
    互いに向かう方向へ引き出されて相互に結合するように構成される、請求項１３に記載のバッテリーセル固定装置。
  15. 複数の円筒形バッテリーセルに各々結合する複数の請求項１から１４のいずれか一項に記載のバッテリーセル固定装置と、
    所定の回転中心軸を中心にして、前記ホルダーユニットを回転させるローテーターと、を含む、電解液含浸装置。
  16. 前記電解液含浸装置は、
    前記バッテリーセル固定装置に連結される振動源をさらに含む、請求項１５に記載の電解液含浸装置。
  17. 前記振動源は、
    一つの前記バッテリーセル固定装置に備えられる前記ホルダーユニットの個数だけ備えられる、請求項１６に記載の電解液含浸装置。
  18. 前記ホルダー本体は、前記円筒形バッテリーセルの高さ方向の両端部において、前記ビーディング部が形成された領域と近く位置する一側端部が前記回転中心軸に向かうように配置される、請求項１５に記載の電解液含浸装置。
  19. 前記回転中心軸は、地面に平行する、請求項１６に記載の電解液含浸装置。
  20. 前記振動源は、前記ローテーターの駆動が停止した後に前記バッテリーセル固定装置に連結されるように構成される、請求項１９に記載の電解液含浸装置。
  21. 前記ローテーターは、
    前記振動源の駆動が終了し、前記振動源と前記バッテリーセル固定装置の連結が解除された後に駆動を再開するように構成される、請求項２０に記載の電解液含浸装置。
  22. 複数の前記バッテリーセル固定装置は、
    交互に前記振動源に連結されるように構成される、請求項２１に記載の電解液含浸装置。
  23. 前記バッテリーセル固定装置は、
    前記バッテリーセル固定装置に結合した円筒形バッテリーセルの高さ方向の両端部において、前記ビーディング部が形成された領域と近く位置する一側端部が地面に向かう位置で前記振動源に連結されるように構成される、請求項２２に記載の電解液含浸装置。
JP2023536883A 2021-06-09 2022-05-18 バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置 Pending JP2024503785A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2021-0075061 2021-06-09
KR20210075061 2021-06-09
PCT/KR2022/007142 WO2022260306A1 (ko) 2021-06-09 2022-05-18 배터리 셀 고정 장치 및 이를 포함하는 전해액 함침 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024503785A true JP2024503785A (ja) 2024-01-29

Family

ID=84425690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023536883A Pending JP2024503785A (ja) 2021-06-09 2022-05-18 バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240014532A1 (ja)
EP (1) EP4254578A1 (ja)
JP (1) JP2024503785A (ja)
KR (1) KR20220166184A (ja)
WO (1) WO2022260306A1 (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100246114B1 (ko) * 1995-12-21 2000-03-15 오타 야스오 전해액의 주액방법 및 주액장치
KR101084835B1 (ko) * 2009-09-24 2011-11-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법
JP6260297B2 (ja) * 2014-01-23 2018-01-17 株式会社豊田自動織機 恒温装置、及び蓄電装置の製造方法
JP6451598B2 (ja) * 2015-11-09 2019-01-16 信越化学工業株式会社 回転式筒状炉及び非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法
KR102114263B1 (ko) * 2016-01-22 2020-05-22 주식회사 엘지화학 함침의 향상을 위해 물리적 자극을 이용하는 전지셀 제조용 전해액 함침 장치
DE102018125631A1 (de) 2018-10-16 2020-04-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schichtsystem, Rollelement und Verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP4254578A1 (en) 2023-10-04
WO2022260306A1 (ko) 2022-12-15
US20240014532A1 (en) 2024-01-11
KR20220166184A (ko) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101728102B1 (ko) 충방전 지그 및 이를 포함하는 충방전 지그 시스템
CN204243110U (zh) 层叠式锂离子电池组
KR101747909B1 (ko) 전해액 함침 장치
WO2012043948A1 (ko) 이차 전지의 전해액 함침 증진 장치 및 방법
US10971778B2 (en) Battery pack
JP6713052B2 (ja) バッテリーパック及びこれを含む自動車
CN107996008B (zh) 利用振动的制造电池单元用的气阱去除装置
KR101998585B1 (ko) 함침의 향상을 위해 진동을 이용하는 전지셀 제조용 전해액 함침 장치
CN104882626A (zh) 二次电池
KR102036495B1 (ko) 원통형 스틸캔의 직각방향전환장치
JP2024503785A (ja) バッテリーセル固定装置及びそれを含む電解液含浸装置
CN217933919U (zh) 电池单元固定装置和电解液浸渍装置
KR102114263B1 (ko) 함침의 향상을 위해 물리적 자극을 이용하는 전지셀 제조용 전해액 함침 장치
KR101032700B1 (ko) 전지 전극과의 접속 구조를 간소화한 전지 충방전용 그립퍼
KR102172844B1 (ko) 맨드릴 유닛 및 이차전지용 권취장치
US20230147539A1 (en) Cylindrical Battery and Method for Manufacturing the Same
CN112895942B (zh) 一种新能源汽车充电桩用安装设备及其安装方法
CN209985589U (zh) 一种平板直联离心机
KR101787629B1 (ko) 전극 조립체 프레스 장치
KR20130132093A (ko) 이차 전지용 포장재의 성형 장치
CN206992201U (zh) 一种减震锂电池
CN114300774B (zh) 一种铅炭电池铅膏回收装置
KR102616841B1 (ko) 이차 전지 패키징 장치용 네스트 위치 조절 장치 및 이차 전지 패키징 장치에서의 네스트 및 인덱스 조립 방법
CN111786001A (zh) 一种用于圆柱形电池电芯的甩干及浸润的装置及方法
CN216054845U (zh) 振动装置及电池处理设备

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230615

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230622

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20230623