JP5941225B2 - 電池充放電用グリッパ組立体 - Google Patents
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Description
本発明は、電池充放電用グリッパ組立体に関し、より詳しくは、電池充放電作業の際、電池の第1電極リードには加圧して接触され、第2電極リードには面密着して接触される電池充放電用グリッパ組立体に関する。
一般に、電池は化学的または物理的反応を利用して電気エネルギーを得るようにしたものであって、このような化学的な電池は一次電池と二次電池に分けられる。すなわち、マンガン電池、アルカリ電池及び水銀電池などのように一度使い捨てる電池を一次電池と称し、充電池や鉛蓄電池のように電気を使い切ってから、再度充電させて使うことができる電池を二次電池と称する。
最近には、携帯電話、PDA、スマートフォン及びノートパソコンなどの携帯用電子機器の普及が増加されるに伴い、1回の充電で長時間使うことができ、寿命の長い二次電池に対する技術開発が求められている。
このような二次電池は、充放電効率や電流容量などを考慮して内部に幾多のセル、言い換えれば、単位電池等を連結した電池セルの形式でなっており、現在は高いエネルギー密度、軽量、高電圧、無公害、高出力、高速充電、優れた寿命などの長所を有したリチウム二次電池が脚光を浴びている。
また、二次電池は電池セルに回路や端子または連結部品を結合させた後、ケース組み立てられるハードパック(hard pack) 工程と、このようなハードパックに充放電(formation)を進める充放電工程を含む。
ここで、 上記の充放電過程は電池充放電用グリッパ組立体を介して行われ、 前記電池充放電用グリッパ組立体は電流及び電圧グリッパが電池セルの正極及び負極リードをそれぞれ加圧して充放電がなされ、前記電流及び電圧グリッパには伝導性を高めるため金メッキ処理を施す。
一方、電池充放電用グリッパ組立体は、韓国公開特許公報第10-2011-0004004号に詳しく説明されている。
しかし、従来の技術に係る電池充放電用グリッパ組立体は、充放電時の電池セルの体積の膨張に伴い全長方向の長さが収縮され、ここに電流及び電圧グリッパに加圧された正極及び負極リードが移動しながらひっかき痕が発生することになり、さらに正極及び負極リードと電流及び電圧グリッパの摩擦により電流及び電圧グリッパが摩耗されながら、金メッキが損傷されて伝導性が低下するとの問題があった。
本発明は、前述の問題を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、電池の充放電時に電池の全長方向の長さが収縮されても、電極リードのひっかき現象を防止し、併せて電極リードグリッパの摩耗を防止する電池充放電用グリッパ組立体を提供することにある。
前述の課題を解決するための手段として、本発明は、電池の電極リードのうちいずれか一つは加圧して接触し、他の一つは密着して接触するように電極リードグリッパを改善することにより、充放電時に電池セルの体積が膨張して全長の長さが収縮されても、電極リードのひっかき現象を防止するとともに、電極リードグリッパの摩耗を防止して金メッキの損傷を防止することができる。
このため、本発明の一実施例に係る電池の充放電作業時、電池の電極に電気的に連結されて電流を印加する電池充放電用グリッパ組立体は、前記電池の第1電極リードに対応されるように配置される第1電極グリッパボディと、前記第1電極グリッパボディの一側に結合され、前記第1電極リードの表面に加圧されて接触される第1接触部材とを備える第1電極リードグリッパ; 及び前記電池の第2電極リードに対応されるように配置される第2電極グリッパボディと、前記第2電極グリッパボディの一側に結合され、前記第2電極リードの表面に密着されて接触される第2接触部材とを備える第2電極リードグリッパを含むことを特徴とする。
前記第1接触部材は、金属材で形成されてよい。
前記第1接触部材は、前記第1電極リードの表面を加圧するように鋭く形成される複数個のジョーを備えることができる。
前記第1接触部材は、金メッキ処理されてよい。
前記第2接触部材は、伝導性樹脂で形成されてよい。
前記第2接触部材の底面は、前記第2電極リードの表面に面密着されるように水平面に形成されてよい。
前記第1電極は正極で、前記第2電極は負極であり得る。
前記第1電極リード及び第2電極リードは、電池の両方向に配置されてよい。
前記電池が配置される支持台をさらに含み、 前記支持台の両側部には、前記電池の両側にそれぞれ配置された第1及び第2電極リードに接触される第1及び第2電極リードグリッパがそれぞれ備えられてよい。
本発明に係る電池充放電用グリッパ組立体は、第1及び第2電極リードのひっかき現象を防止し、さらに電極リードグリッパの摩耗を防止することができるとの効果がある。
本発明に係る電池充放電用グリッパ組立体は、電池の第1電極リードを加圧して接触する第1電極リードグリッパと、電池の第2電極リードを密着して接触する第2電極リードグリッパとを含み、ここに電池の充放電時の電池の膨張に伴い全長の長さが収縮される場合、前記第2電極リードが前記第2電極リードグリッパに密着された状態で移動することにより、ひっかき現象を防止し、さらに第1電極リードグリッパの摩耗を防止することができる。
以下、図を参照しつつ、本発明の属する技術分野で通常の知識を有した者が容易に実施することができるよう、本発明の実施例を詳しく説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態に具現されてもよく、ここで説明する実施例に限られない。また、図で本発明を明らかに説明するため、説明と係わりのない部分は省略し、明細書全体を通して類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。
一方、電池10は、図1に示す通り、パウチ型二次電池を用い、第1電極、第2電極、及びこれらの間に配置される分離膜からなる電極組立体(図示省略)と、電極組立体から突出された第1及び第2電極タブ等と電気的に連結される第1及び第2電極リード11、12と、第1及び第2電極リード11、12を外部へ露出した状態で電極組立体が収容されるパウチ13とを含み、第1電極は正極で、第2電極は負極である。
ここで、第1及び第2電極リード11、12は電極組立体の両側端部にそれぞれ備えられ、第1電極リード11は伝導性を高めるためアルミニウムで形成され、第2電極リード12はニッケル、またはニッケル及び銅合金で形成される。このとき、第1電極リード11と第2電極リード12は、互いに反対される電極と連結される。例えば、第1電極リード11は正極と連結され、第2電極リード12は負極と連結される。もちろん、その逆であってもよい。
このような構成を有する電池10は、本発明の実施例に係る電池充放電用グリッパ組立体100を介して充放電が行われる。
すなわち、本発明の実施例に係る電池充放電用グリッパ組立体100は、図1に示す通り、電池10が配置される支持台110、支持台110の一側に備えられ、支持台110に配置された電池10の第1電極リード11に加圧されて接触される第1電極リードグリッパ120、支持台110の他側に備えられ、支持台110に配置された電池10の第2電極リード12に密着されて接触される第2電極リードグリッパ130を含む。
支持台110は、図1及び図2に示す通り、中央に電池10のパウチ13が配置されるように扁平な底面111が形成され、前記底面111の両側端部に電池10の第1及び第2電極リード11、12がそれぞれ支持されるように底面111より高い支持面112が形成される。また、支持面112の終端に第1及び第2電極リードグリッパ120、130が設けられる設置面113が形成される。
一方、支持台110は、底面111に配置された電池10を固定するためのジグ装置(図示省略)をさらに含むことができる。
一例として、ジグ装置は底面111の両側部にそれぞれ備えられ、電池10の両側部をそれぞれ支持して固定するジグと、前記ジグが電池10の両側部を弾性支持するように弾性力を提供するスプリングとを含むことができる。
したがって、ジグ装置は、支持台110の底面111に配置された電池10を安定的に固定することができ、ここに充放電時の安全性を高めることができる。
第1電極リードグリッパ120は、図2に示す通り、電池の第1電極リードに加圧されて接触されながら電圧を供給するためのものであって、電池10の第1電極リード11に対応されるように配置される第1電極グリッパボディ121、第1電極グリッパボディ121の一側に結合され、第1電極リード11の表面に加圧されて接触される第1接触部材122、及び第1接触部材122を第1電極リード11に加圧されるように第1電極グリッパボディ121を移動させる第1移動部材123を含む。
第1電極グリッパボディ121は、支持台110の一側設置面113に支持面112を向けてスライディング可能に設けられ、電圧ケーブル(図示省略)が通電可能に連結される。
第1接触部材122は、図3に示す通り、金属材で形成され、第1電極リード11の表面を加圧するように鋭い複数個のジョー122aが形成され、ここに第1電極リード11の加圧力を増大させて伝導性を高めることができる。
一方、第1接触部材122は、図4に示す通り、金メッキ処理されてよい。すなわち、第1接触部材122の表面全体に金メッキ層122bを形成し、ここに伝導性をさらに高めることができる。
第1移動部材123は、第1電極グリッパボディ121を支持面112方向に下降させるか、または原位置に復帰させる。
一例として、第1移動部材123は油圧シリンダーを用い、ピストンロッドに第1電極グリッパボディ121が連結されながら、油圧供給の際、第1電極グリッパボディ121を支持面112方向へ下降させ、油圧吐出の際、第1電極グリッパボディ121を原位置に復帰させる。
第2電極リードグリッパ130は、図5に示す通り、電池の第2電極リードに密着されて接触されるものであって、電池10の第2電極リード12に対応されるように配置される第2電極グリッパボディ131と、第2電極グリッパボディ131の一側に結合され、第2電極リード12の表面に密着されて接触される第2接触部材132、及び第2接触部材132を第2電極リード12に加圧されるように第2電極グリッパボディ131を移動させる第2移動部材133とを含む。
第2電極グリッパボディ131は、支持台110の他側の設置面113に支持面112を向けてスライディング可能に設けられ、電流ケーブル(図示省略)が通電可能に連結される。
第2接触部材132は、第2電極リード12の表面に密着され接触されるように伝導性樹脂で形成し、ここに電池が全長方向に収縮して第2電極リード12が所定間隔移動しても、第2接触部材132と第2電極リード12とは常に接触力を維持し、さらに第2電極リード12にひっかき痕が発生しない。
すなわち、第2接触部材132は第2電極リード12に加圧して接触せず、密着して接触されるため、第2電極リード12に痕を形成しない。
一方、第2接触部材132の底面は、第2電極リード12の表面に面密着されるように水平面132aで形成されてもよく、ここに密着面の増大で第2電極リード12が移動しても安定した接触力を維持し、第2電極リード12の表面にひっかき現象などの痕が発生することを著しく防止する。
第2移動部材133は、第2電極グリッパボディ131を支持面112方向に下降させるか、または原位置に復帰させる。
一例として、第2移動部材133は油圧シリンダーを用い、ピストンロッドに第2電極グリッパボディ131が連結されながら、油圧供給の際、第2電極グリッパボディ131を支持面112方向に下降させ、油圧吐出の際、第1電極グリッパボディ131を原位置に復帰させる。
以下、前述のような構成を有する電池充放電用グリッパ組立体の作用及び効果を説明する。
先ず、支持台110の底面111に電池10のパウチ13を配置する傍ら、底面111の両側端部に備えられた支持面112に電池10の第1及び第2電極リード11、12を配置する。このとき、電池10が動かないようにジグ装置(図示省略)を介して固定することができる。
その後、第1電極リードグリッパ120を介して電池10の第1電極リード11を加圧して接触させ、第2電極リードグリッパ130を介して電池10の第2電極リード12に密着して接触させる。
すなわち、第1電極リードグリッパ120の第1接触部材122を介して第1電極リード11を加圧して接触し、第2電極リードグリッパ130の第2接触部材132を介して第2電極リード12に密着して接触させる。
ここで、電池10が充放電されながら体積は膨張し、全長の長さは収縮され、 これによって第1及び第2電極リード11、12が互いに対応する方向に移動することになるが、このとき、第1電極リード11と第1電極リードグリッパ120の第1接触部材122とは加圧されており、第2電極リード12と第2電極リードグリッパ130の第2接触部材132とは面密着されているので、圧入力の弱い第2電極リード12のみ移動することになる。
このとき、第2電極リードグリッパ130の第2接触部材132は伝導性樹脂で形成されているので、第2電極リード12が移動してもひっかき現象を防止し、さらに第1電極リード11は固定されることによって第1電極リードグリッパ120の第1接触部材122の摩耗を防止し、金メッキの損傷を防止する。
したがって、本発明の実施例に係る電池充放電用グリッパ組立体は、電池の電極リードのうちいずれか一つの電極リードを密着して接触するように電極リードグリッパを改善することにより、電極リードのひっかき現象を防止するとともに、電極リードグリッパの摩耗及び金メッキの損傷を防止することができる。
Claims (7)
- 電池の充放電作業時、電池の電極に電気的に連結されて電流を印加する電池充放電用グリッパ組立体であって、
前記電池の第1電極リードに対応されるように配置される第1電極グリッパボディと、前記第1電極グリッパボディの一側に結合され、前記第1電極リードの表面に加圧されて接触される第1接触部材とを備える第1電極リードグリッパ; 及び
前記電池の第2電極リードに対応されるように配置される第2電極グリッパボディと、前記第2電極グリッパボディの一側に結合され、前記第2電極リードの表面に密着されて接触される第2接触部材とを備える第2電極リードグリッパを含み、
前記第1接触部材は金属材で形成され、前記第2接触部材は電気伝導性樹脂で形成されることを特徴とする電池充放電用グリッパ組立体。 - 前記第1接触部材は、前記第1電極リードの表面を加圧するように鋭く形成される複数個のジョーを備えることを特徴とする請求項1に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
- 前記第1接触部材は、金メッキ処理されていることを特徴とする請求項1に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
- 前記第2接触部材の底面は、前記第2電極リードの表面に面密着されるように水平面の形態に形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
- 前記第1電極は正極で、前記第2電極は負極であることを特徴とする請求項1に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
- 前記第1電極リード及び第2電極リードは、前記電池から互いに逆の方向に配置されることを特徴とする請求項1に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
- 前記電池が配置される支持台をさらに含み、
前記支持台の両側部には、前記第1及び第2電極リードに接触される第1及び第2電極リードグリッパがそれぞれ備えられることを特徴とする請求項６に記載の電池充放電用グリッパ組立体。
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