JP2024511646A - グリッパ及びそれを含む二次電池移送装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、グリッパ及びそれを含む二次電池移送装置に関し、より詳細には、二次電池を移送するグリッパ及びそれを含む二次電池移送装置に関する。本発明は、電極組立体を収納する収納部と、前記収納部から延長形成されるガスポケット部を含むパウチ及び前記パウチから突出する電極リードを含む二次電池を加圧及び固定するグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）において、前記電極リードを加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部と、前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部と、を含むことを特徴とするグリッパを提供する。

Description

本出願は、２０２１年１１月１８日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１５９６８８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ている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、グリッパ及びそれを含む二次電池移送装置に関し、より詳細には、二次電池を移送するグリッパ及びそれを含む二次電池移送装置に関する。

近年では、ＩＴ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の目覚ましい発達に伴い、多様な携帯型情報通信機器の拡散が行われることで、２１世紀は時間と場所にこだわらずに高品質の情報サービスが可能な「ユビキタス社会」へ発展している。

このようなユビキタス社会への発展基盤には、リチウム二次電池が重要な位置を占めている。具体的に、充放電が可能なリチウム二次電池は、ワイヤレスモバイル機器のエネルギー源として広範囲に使用されているだけでなく、化石燃料を使用する従来のガソリン車両、ディーゼル車両などによる大気汚染などを解決するための方案として提示されている電気自動車、ハイブリッド電気自動車などのエネルギー源としても使用されている。

前記のように、リチウム二次電池が適用されるデバイスが多様化するにつれて、リチウム二次電池は、適用されるデバイスに適した出力と容量を提供することができるように多様化している。さらに、小型軽薄化が強く求められている。

前記のリチウム二次電池は、その形状によって、円筒型二次電池、角型二次電池、パウチ型の二次電池などに区分することができる。その中でも、高い集積度で積層でき、重量当たりのエネルギー密度が高く、安価で変形が容易なパウチ型の二次電池が多くの関心を集めている。

ここで、パウチ型の二次電池１０は、図１に示すように、正極、負極、及びこれらの間に配置されるセパレータからなる電極組立体１１を、電解液と共に内部に空き空間が形成されたパウチ１２に内蔵し、電池ケースの外周辺をシールして封止する構造からなり、前記電極組立体１１と電気的に連結された電極リード１３がパウチ１２から突出形成される。

このとき、パウチ１２は、合成樹脂材質の内部樹脂層、金属材質の金属極薄層及び合成樹脂材質の外部樹脂層が内部から外部に向かって積層された構造を有することができ、電極組立体１１及び電解液が収容される収納部１２ａと、前記収納部１２ａから延長形成され、電極組立体１１から発生するガスが捕集されるガスポケット部１２ｂとを含むことができる。

一方、このような二次電池１０は、二次電池の製造工程中、工程段階別に移送され、このとき二次電池１０の移送手段の一つとして、二次電池１０を加圧して固定するグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）を含む二次電池移送装置が使用される。

ここで、グリッパは、二次電池１０を加圧固定した後、上下方向又は水平方向に移動することにより、二次電池１０を工程段階別に移送させることができる。より詳細に、グリッパは、ガスポケット部１２ｂが収納部１２ａより上方に位置するように垂直に立てられて収納された状態の二次電池１０の少なくとも一領域を加圧固定した後、上下方向又は水平方向に移動することにより、二次電池１０の移送を行う。

但し、二次電池１０の収納又は移送過程において、ガスポケット部１２ｂがパウチの前方又は後方に偏るという問題が発生する。この場合、グリッパが二次電池１０に向かって移動すると、ガスポケット部１２ｂがグリッパと干渉して二次電池の外観にスクラッチが発生したり、グリッパが二次電池を把持しにくくなるため、二次電池の品質が低下し、工程の効率が減少するという問題があった。そこで、このような問題点を根本的に解決できる技術が求められているのが現状である。

本発明は、前記のような問題を解決するために案出されたものであって、本発明の課題は、ガスポケット部の位置を固定させることができるグリッパ及びそれを含む二次電池移送装置を提供することである。

本発明は、電極組立体を収納する収納部と、前記収納部から延長形成されるガスポケット部を含むパウチ及び前記パウチから突出する電極リードを含む二次電池を加圧及び固定するグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）において、前記電極リードを加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部と、前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部と、を含むことを特徴とするグリッパを提供する。

前記電極リード固定部は、一対で備えられ、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられることができる。

前記ガスポケット部固定部は、一対で備えられ、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられることができる。

前記ガスポケット部固定部は、前記電極リード固定部と連結される連結部と、前記ガスポケット部の一面と対向するように前記連結部から突出形成される突出部と、を含むことができる。

前記突出部は、前記連結部から垂直に突出形成されることができる。

前記突出部は、前記ガスポケット部と対向するように備えられ、前記ガスポケット部を加圧する加圧部と、前記加圧部から延長形成される傾斜部と、を含み、前記傾斜部は、前記加圧部から離れるほど、前記ガスポケット部と離れる方向に傾斜して形成されることができる。

前記傾斜部は、前記加圧部の下部に形成され、下側に行くほど、前記ガスポケット部と離れる方向に傾斜して形成されることができる。

前記ガスポケット部固定部は、前記ガスポケット部を対向する領域に備えられ、前記ガスポケット部との密着力を向上させるパッド部をさらに含むことができる。

前記パッド部の材質はシリコンを含むことができる。

前記ガスポケット部固定部は、前記加圧部と前記ガスポケット部との間に備えられ、前記ガスポケット部との密着力を向上させるパッド部をさらに含むことができる。

なお、本発明は、電極組立体を収納する収納部と、前記収納部から延長形成されるガスポケット部とを含むパウチ及び前記パウチから突出する電極リードを含む二次電池を移送する二次電池移送装置において、本体部と、前記本体部から移動可能に連結され、前記二次電池を加圧及び固定する一対のグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）と、を含み、前記グリッパは、前記電極リードを加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部と、前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部と、を含むことを特徴とする二次電池移送装置を提供する。

本発明は、ガスポケット部固定部を用いてガスポケット部の位置を固定させることにより、グリッパが二次電池を円滑に加圧固定することができるという利点がある。

また、本発明は、ガスポケット部固定部を用いてガスポケット部の位置を固定させることにより、グリッパが二次電池の外観に発生させ得る損傷を最小化することができるという利点がある。

二次電池を正面から見た様子を示す正面図である。 本発明の実施形態１に係るグリッパを含む二次電池移送装置を正面から見た様子を示す正面図である。 図２の二次電池製造装置において、グリッパの様子をより詳細に示す斜視図である。 図２の二次電池製造装置において、グリッパの様子をより詳細に示す斜視図である。 図３ａにおいて、ガスポケット部固定部の様子をより詳細に示す斜視図である。

以下では、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。しかしながら、本発明は様々な異なる形態で実現されることができ、以下の実施形態によって制限又は限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分又は本発明の要旨を不必要に不明瞭にする可能性のある関連公知技術に対する詳細な説明は省略し、本明細書において各図面の構成要素に参照符号を付するにあたり、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素に対しては同一又は類似の参照符号を付する。

また、本明細書及び特許請求の範囲に使用される用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者はその自分の発明を最良の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に則り、本発明の技術的思想に合致する意味及び概念として解釈されるべきである。

グリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）
本発明は、電極組立体１１を収納する収納部１２ａと、前記収納部１２ａから延長形成されるガスポケット部１２ｂを含むパウチ１２及び前記パウチ１２から突出する電極リード１３を含む二次電池１０を加圧及び固定するグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）１００を提供する。

このとき、前記二次電池１０は、支持部２０によって支持されてもよい。ここで、支持部２０は、前記二次電池１０を支持する構成であって様々な構成が可能である。

具体的に、前記支持部２０は、図２に示すように、前記二次電池１０を下側で支持する水平支持部２１、及び前記水平支持部２１から上方に垂直に延長形成されて前記二次電池１０を側面で支持する少なくとも一つの垂直支持部２２を含むことができる。

ここで、水平支持部２１及び垂直支持部２２は様々な形状を有することができる。
例えば、前記水平支持部２１及び垂直支持部２２は、平板状のプレート（ｐｌａｔｅ）形状又はブロック（ｂｌｏｃｋ）形状を有することができる。ここで、前記垂直支持部２２は、二次電池１０において収納部１２ａを嵌合固定させることができるように「コ」字形状を有することができる。そして、前記水平支持部２１及び垂直支持部２２は、一体構成で形成されてもよく、互いに分離された構成で形成されてもよい。

一方、前記グリッパ１００は、二次電池１０を加圧及び固定する構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記グリッパ１００は、前記二次電池１０を加圧して固定した後に移動することにより、前記二次電池１０を一位置から他の位置に移送させることができる。ここで、前記グリッパ１００の移動方向は、上下方向又は水平方向など様々に設定されてもよい。

このとき、前記グリッパ１００は様々な個数で備えられることができる。例えば、前記グリッパ１００は一対で備えられてもよい。この場合、前記グリッパ１００は、図２に示すように、前記電極リード１３が形成されたパウチ１２の両端部に対応する位置にそれぞれ配置されることができる。

このような、前記グリッパ１００は様々な構造を有することができる。例えば、前記グリッパ１００は、前記電極リード１３を加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部１１０と、前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部１２０と、を含むことができる。

ここで、電極リード固定部１１０は、前記電極リード１３を加圧固定する構成であって、様々な構成が可能である。

例えば、前記電極リード固定部１１０は、前記パウチ１２から突出形成された電極リード１３の一面と、前記一面の反対方向に位置する他面とを同時に加圧することにより、前記電極リード１３を把持して固定することができる。

この場合、前記電極リード固定部１１０は、図３ａ～図３ｂに示すように、互いに対向するように備えられ、一対で設けられることができる。このとき、前記電極リード固定部１１０は、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられて電極リード１３を把持することができる。

より詳細に、前記一対の電極リード固定部１１０は、前記電極リード１３の加圧固定の前に、図３ａに示すように、所定距離だけ相互離隔してもよい。

そして、前記一対の電極リード固定部１１０は、図３ｂに示すように、相互の離隔距離が狭くなるように水平方向（図３ｂ基準で、ｙ方向）に移動することにより、電極リード１３を加圧固定することができる。この場合、前記一対の電極リード固定部１１０は、電極リード１３の幅に対応する距離で離隔することができる。ここで、電極リード１３の幅に対応する距離とは、前記電極リード１３の幅と同一であるか、又は前記電極リード１３の幅より小さく形成された距離であることができる。

このとき、前述したグリッパ１００は、前記電極リード固定部１１０を移動させるためにボディ部１３０をさらに含むことができる。すなわち、前記電極リード固定部１１０は、前記ボディ部１３０から移動可能に連結されることができ、前記ボディ部１３０は、前記電極リード固定部１１０を移動させるために前記電極リード固定部１１０と連動するＬＭ（Ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｉｏｎ）ガイドなどの駆動装置を含むことができる。

このような前記電極リード固定部１１０は様々な形状を有することができる。例えば、前記電極リード固定部１１０は、二次電池１０の高さ方向（図１基準、ｚ方向）を長さ方向にして延長形成されたバー（ｂａｒ）形状を有することができる。

また、前記電極リード固定部１１０は、前記電極リード１３と対向するように備えられる領域に前記電極リード１３との密着力を向上させることができるシリコン材質などのパッドをさらに備えることができる。このとき、前記電極リード固定部１１０がバー（ｂａｒ）形状を有する場合、前記バー（ｂａｒ）形状の端部に前記パッドが設けられてもよい。

一方、ガスポケット部固定部１２０は、前記ガスポケット部を加圧固定する構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記ガスポケット部固定部１２０は、ガスポケット部１２ｂが定位置に位置するように前記ガスポケット部１２ｂを加圧固定することができる。ここで、定位置とは、ガスポケット部１２ｂが前記収納部１２ａと平行に整列される位置と理解することができる。

すなわち、前記ガスポケット部固定部１２０は、ガスポケット部１２ｂがパウチ１２の前方又は後方に偏って定位置から離脱する場合、前記ガスポケット部１２ｂを定位置に再整列することができる。このとき、整列されたガスポケット部１２ｂは、パウチ１２を構成する金属材質（ｅｘ．アルミニウムなど）を有する金属極薄層の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）により整列位置を維持することができる。

このような前記ガスポケット部固定部１２０は、前記ガスポケット部１２ｂの一面と、前記一面の反対方向に位置する他面とを同時に加圧することにより、前記ガスポケット部１２ｂを把持して固定することができる。

この場合、前記ガスポケット部固定部１２０は、図３ａ～図３ｂに示すように、互いに対向するように備えられ、一対で設けられることができる。より詳細に、前記ガスポケット部固定部１２０は、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられ、前記ガスポケット部固定部１２０を把持することができる。

より詳細に、前記一対のガスポケット部固定部１２０は、前記ガスポケット部１２ｂを加圧固定する前に、図３ａに示すように、所定距離だけ相互離隔することができる。

そして、前記一対のガスポケット部固定部１２０は、図３ｂに示すように、相互の離隔距離が狭くなるように水平方向（図３ｂ基準で、ｙ方向）に移動することにより、ガスポケット部１２ｂを加圧固定することができる。この場合、前記一対のガスポケット部固定部１２０は、ガスポケット部１２ｂの幅に対応する距離で離隔することができる。ここで、ガスポケット部１２ｂの幅に対応する距離とは、前記ガスポケット部１２ｂの幅と同一であるか、又は前記ガスポケット部１２ｂの幅より小さく形成された距離であることができる。

前記のようなガスポケット部固定部１２０は、様々な構造を有することができる。
例えば、前記ガスポケット部固定部１２０は、前記電極リード固定部１１０と連結される連結部１２１と、前記ガスポケット部１２ｂの一面と対向するように前記連結部１２１から突出形成される突出部１２２と、を含むことができる。

また、前記ガスポケット部固定部１２０は、前記ガスポケット部１２ｂを対向する領域に備えられ、前記ガスポケット部１２ｂとの密着力を向上させるパッド部１２３をさらに含むことができる。

ここで、連結部１２１は、前記電極リード固定部１１０と連結される構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記連結部１２１は、電極リード固定部１１０と連結されることにより、前記電極リード固定部１１０の移動と連動して、後述する突出部１２２を移動可能にすることができる。

より具体的に、前記連結部１２１は、図３ａ～図３ｂに示すように、前記電極リード固定部１１０の一側面において前記電極リード固定部１１０と連結されることができる。この場合、前記連結部１２１は前記電極リード固定部１１０にボルト結合されることができる。

一方、突出部１２２は、前記ガスポケット部１２ｂの一面と対向するように前記連結部１２１から突出形成される構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記突出部１２２は、前記ガスポケット部１２ｂの一面と対向するように前記連結部１２１から前記ガスポケット部１２ｂと並んだ方向に向かって突出形成されてもよい。このとき、前記突出部１２２は、図４に示すように、前記連結部１２１から様々な方向に向かって突出形成されてもよく、例えば、前記連結部１２１から垂直に突出形成されてもよい。

より詳細に、前記突出部１２２は、前記ガスポケット部１２ｂと対向するように備えられ、前記ガスポケット部１２ｂを加圧する加圧部１２２ａと、前記加圧部１２２ａから延長形成される傾斜部１２２ｂと、を含むことができる。

ここで、加圧部１２２ａは、前記ガスポケット部１２ｂと対向するように備えられ、前記ガスポケット部１２ｂを加圧する構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記加圧部１２２ａは、一面が前記ガスポケット部１２ｂと対向するように備えられることにより、前記ガスポケット部固定部１２０の水平方向移動時に、前記一面が前記ガスポケット部１２ｂを加圧することができる。

このとき、前記加圧部１２２ａと前記ガスポケット部１２ｂとの間、すなわち、前記加圧部１２２ａが前記ガスポケット部１２ｂを対向する一面と前記ガスポケット部１２ｂとの間には、図４に示すように、前記加圧部１２２ａと前記ガスポケット部１２ｂとの密着力を向上させることができるパッド部１２３が設けられてもよい。

一方、図４には、図面符号１２２ａと１２３が同じ位置を指しているが、パッド部１２３は加圧部１２２ａの一面にさらに備えられる構成であるため、パッド部１２３と加圧部１２２ａとは互いに区別される概念であることに留意すべきである。

ここで、パッド部１２３は様々な材質を有することができる。例えば、前記パッド部１２３は、シリコン、ウレタン及びゴムなどの材質を有してもよい。また、前記パッド部１２３は、前記加圧部１２２ａに多様に接着固定されるか、又はスプレーコーティングされる等、様々な方法により備えられることができる。

一方、傾斜部１２２ｂは、前記加圧部１２２ａから延長形成される構成であって、様々な構成が可能である。

具体的に、前記傾斜部１２２ｂは、ガスポケット部１２ｂが二次電池１０の前方又は後方に偏っていても、前記ガスポケット部１２ｂを前記一対のガスポケット部固定部１２０の間に円滑に挿入させる構成であって、前記加圧部１２２ａから傾斜して延長形成されることができる。

この場合、前記ガスポケット部１２ｂは、前記傾斜面の傾斜方向に沿ってガイドされることにより、前述した加圧部１２２ａと対向するように位置することができる。このために、前記傾斜部１２２ｂは、前記加圧部１２２ａから離れるほど、前記ガスポケット部から離れる方向に傾斜して形成されることができる。

一例として、前記グリッパ１００が前記二次電池１０に対して上下方向（図２基準で、ｚ方向）に移動する場合、前記傾斜部１２２ｂは、前記加圧部１２２ａの下部に形成され、下側に行くほど、前記ガスポケット部１２ｂと離れる方向に傾斜して形成されることができる。

他の例として、前記グリッパ１００が前記二次電池１０に対して水平方向（図２基準で、ｘ方向）に移動する場合、前記傾斜部１２２ｂは、前記加圧部１２２ａの一側部に形成され、前記加圧部１２２ａから離れる一側に行くほど、前記ガスポケット部１２ｂと離れる方向に傾斜して形成されることができる。

二次電池移送装置
なお、本発明は、電極組立体１１を収納する収納部１２ａと、前記収納部１２ａから延長形成されるガスポケット部１２ｂを含むパウチ１２及び前記パウチ１２から突出する電極リード１３を含む二次電池１０を移送する二次電池移送装置において、本体部と、前記本体部から移動可能に連結され、前記二次電池１０を加圧して固定する一対のグリッパ （ｇｒｉｐｐｅｒ）１００と、を含む二次電池移送装置を提供する。

ここで、本体部２００は、前記グリッパ１００が連結される構成であって、前記グリッパ１００が上下方向及び水平方向のうち少なくともいずれか一つに移動可能に前記グリッパ１００と連動するＬＭ（Ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｉｏｎ）ガイドなどの駆動装置を含むことができる。

一方、グリッパ１００は、前記二次電池１０を加圧して固定する構成であって、様々な構成が可能である。

より詳細に、前記グリッパ１００は、前記電極リード１３を加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部１１０と、前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部１２０と、を含む構成であって、様々な構成が可能である。

ここで、電極リード固定部１１０及び前記ガスポケット部固定部１２０に対する詳細な内容については、前述した内容の通りである。

以上において、本発明は限定された実施形態及び図面によって説明されてはいるものの、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって本発明の技術思想及び以下に記載される特許請求の範囲の均等範囲内で様々な実施が可能である。

１０：二次電池
１１：電極組立体
１２：パウチ
１２ａ：収納部
１２ｂ：ガスポケット部
１３：電極リード
２０：支持部
２１：水平支持部
２２：垂直支持部
１００：グリッパ
１１０：電極リード固定部
１２０：ガスポケット部固定部
１２１：連結部
１２２：突出部
１２２ａ：加圧部
１２２ｂ：傾斜部
１２３：パッド部
１３０：ボディ部
２００：本体部

Claims (11)

1. 電極組立体を収納する収納部と、前記収納部から延長形成されるガスポケット部を含むパウチ及び前記パウチから突出する電極リードを含む二次電池を加圧及び固定するグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）であって、
   前記電極リードを加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部と、
   前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部と、を含む、グリッパ。
2. 前記電極リード固定部は、一対で備えられ、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられる、請求項１に記載のグリッパ。
3. 前記ガスポケット部固定部は、一対で備えられ、相互間の離隔距離を調節するように移動可能に設けられる、請求項１に記載のグリッパ。
4. 前記ガスポケット部固定部は、
   前記電極リード固定部と連結される連結部と、
   前記ガスポケット部の一面と対向するように前記連結部から突出形成される突出部と、を含む、請求項１に記載のグリッパ。
5. 前記突出部は、前記連結部から垂直に突出形成された、請求項４に記載のグリッパ。
6. 前記突出部は、
   前記ガスポケット部と対向するように備えられ、前記ガスポケット部を加圧する加圧部と、
   前記加圧部から延長形成される傾斜部と、を含み、
   前記傾斜部は、
   前記加圧部から離れるほど、前記ガスポケット部と離れる方向に傾斜して形成される、請求項５に記載のグリッパ。
7. 前記傾斜部は、
   前記加圧部の下部に形成され、下側に行くほど、前記ガスポケット部と離れる方向に傾斜して形成される、請求項６に記載のグリッパ。
8. 前記ガスポケット部固定部は、
   前記ガスポケット部を対向する領域に備えられ、前記ガスポケット部との密着力を向上させるパッド部をさらに含む、請求項１に記載のグリッパ。
9. 前記パッド部の材質はシリコンを含む、請求項８に記載のグリッパ。
10. 前記ガスポケット部固定部は、
    前記加圧部と前記ガスポケット部との間に備えられ、前記ガスポケット部との密着力を向上させるパッド部をさらに含む、請求項６に記載のグリッパ。
11. 電極組立体を収納する収納部と、前記収納部から延長形成されるガスポケット部を含むパウチ及び前記パウチから突出する電極リードを含む二次電池を移送する二次電池移送装置であって、
    本体部と、
    前記本体部から移動可能に連結され、前記二次電池を加圧及び固定する一対のグリッパ（ｇｒｉｐｐｅｒ）と、を含み、
    前記グリッパは、
    前記電極リードを加圧固定する少なくとも一つの電極リード固定部と、
    前記ガスポケット部を加圧固定する少なくとも一つのガスポケット部固定部と、を含む、二次電池移送装置。

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