KR0162057B1 - 리튬배터리의 전해액 주입장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬(Li)배터리의 내부에 전해액을 주입시키는 장치에 관한 것으로써, 압축기(24)에서 압축공기가 실린더금구(12)에 공급되고 실린더금구(12)의 피스톤(14)은 실린더(13)에 의해 유입된 압축공기 또는 스프링(15)에 의해 상하작동에 의해 피스톤(14)의 작동에 의해 샤프트(17)에 고정된 주입헤드(20)가 상,하작동되어지되 솔레노이드밸브(28)에 의해 압축공기의 주입을 제어하도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 중앙에는 주입노즐(21)이 구비되어 전해액 주입기(26)에서 전해액이 주입되고 환상공간부(22는 진공발생기(27)와 연결되도록하되 전해액은 솔레노이드밸브(29)에 의해 단속되어지도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 하측에서 벨트콘베이어(31)에 의해 공급되는 전지(6)는 스톱퍼(32)(33) 및 센서(34)(34-1)에 의해 가이드라인(35)(35-1)을 따라 단속적으로 공급 통과되도록 된 것인바, 전지를 자동으로 공급배출시키면서 자동으로 정량의 전해액을 짧은 수초이내에 주입시키므로 전지의 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고 생산성을 향상시키며, 자동화시스템에 의해 자동화시킬 수 있음은 물론, 제조원가를 줄일 수 있다.
Description
제1도는 종래의 전해액 주입장치를 보인 예시도.
제2도는 본 발명에 다른 전해액 주입장치를 보인 예시도.
제3도는 본 발명에 따른 전해액 주입장치에서 주입헤드에 의해 전해액이 주입되는 상태를 보인 확대도.
제4도는 본 발명에 따른 전해액 주입장치의 요부 확대 평면도.
제5도는 본 발명에 따른 전해액 주입장치의 다른 실시예를 보인 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 자유낙하식주입장치 2 : 전해액통
3 : 주입기 4 : 주입노즐
5 : 안치대 6 : 배터리
10 : 진공흡입식주입장치 11 : 기틀
12 : 실린더금구 13 : 실린더
14 : 피스톤 15 : 스프링
16 : 가이드 17 : 샤프트
18,18-1 : 승강판 19 : 가이드
19-1 : 스프링 20 : 주입헤드
21 : 주입노즐 22 : 환상공간부
23 : 모터 24 : 압축기
25 : 분배기 26 : 전해액주입기
27 : 진공발생기 28,29,30 : 솔레노이드밸브
31 : 벨트컨베이어 32,33 : 스톱퍼
34 : 센서 35,35-1 : 가이드라인
36 : 움직가이드라인 37 : 지지대
38 : 실린더 39 : 가이드
40 : 복수주입틀 41 : 분배공급기
42,42-1 : 스톱퍼장치 43 : 센서
본 발명은 리튬(Li)배터리의 내부에 전해액을 주입시키는 장치에 관한 것으로써, 좀 더 상세하게는, 주입노즐에서 전해액을 주입시킴과 동시에 배터리의 내부에 있는 공기를 흡입함으로써 신속하게 주입시킬 수 있도록 된 진공흡입식 주입장치에 관한 것이다.
제1도는 종래의 자유낙하식주입장치(1)를 보인 예시도이다.
전해액통(2)에 있는 전해액이 주입기(3)의 주입노즐(4)에 분배 공급시킬 수 있도록 하고 안치대(5)에 복수개의 배터리(6)를 안치시켜 준 후 각 주입노즐(4)에서 각 배터리(6)에 전해액을 주입시키도록 하는 장치이다.
그러나 이러한 장치는 전해액을 자유낙하방법에 의해 공급하여 배터리(6)에 충진시키기 때문에 시간이 너무 오래 걸리고 배터리(6)의 내부에 있는 소자에 침투되어질 때 시간 소묘가 많으며 특히 소자와 배터리 캔과의 사이가 좁아 전해액이 외부로 누출되는 현상이 발생하여 주위를 오염시키는 폐단도 있었다.
이와 같은 자유낙하식주입장치는 적어도 수 시간씩의 시간이 소요되기 때문에 주입을 1회 실시할 때 주입기(3)에 수십개씩의 주입노즐(4)을 구비하고 안치대(5)에도 동수의 배터리(6)를 구비하여야 했으며, 더군다나 전해액을 주입시킬 때 주입량이 달라지는 등 주입상의 많은 문제가 유발되었으며, 이러한 문제는 배터리의 성능에까지도 악 영향을 미쳐 배터리의 성능에 신뢰성을 주지 못하게되는 폐단이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제와 폐단을 해소할 수 있도록 된 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명은 전해액의 주입시간을 현저히 단축시킬 수 있고 일정한량만큼씩 주입시킬 수 있는 전해액주입장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 직렬로 공급되는 배터리에 단속적으로 전해액을 주입시킬 수 있도록 하고, 또한 배터리가 자동으로 공급되고 배출되어지면서 전해액을 주입시킬 수 있도록 된 전해액 주입장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 전해액을 배터리에 단발형으로 주입 공급시키거나 복수개씩 주입 공급시킬 수 있는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 주지적인 특징은 진공흡입식으로서 배터러의 내부에 있는 공기를 흡입하여 배출시키면서 전해액을 주입시키도록 하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적은, 압축공기가 압축기(24)에서 실린더금구(12)로 공급되고 실린더금구(12)에 구비된 실린더(13)의 피스톤(14)은 실린더(13)로 유입되는 압축공기와 스프링(15)에 의해 상하 작동되며, 상기 피스톤(14)의 작동에 의해 샤프트(17)에 고정된 주입헤드(20)가 상하작동 되어지도록 하고 솔레노이드밸브(28)에 의해 실린더금구(12)로 공급되는 압축공기의 주입을 제어하도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 중앙에는 주입노즐(21)을 구비하여 전해액 주입기(26)에서 전해액을 주입하고 환상공간부(22)를 진공발생기(27)와 연결하되 전해액주입기(26)로 공급되는 전해액은 솔레노이드밸브(29)에 의해 단속되어지도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 하측에서 벨트컨베이어(31)에 의해 공급되는 배터리(6)는 스톱퍼(32)(33) 및 센서(34)(34-1)에 의해 가이드라인(35)(35-1)을 따라 단속적으로 공급 통과되도록 된 진공흡입식 주입장치에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 및 기타목적과 특징 및 효과는 다음의 설명 및 도면에 의해 더욱 명확하게 이해할 수 있다.
제2도는 본 발명에 따른 구체적으로 구현예로서, 예컨대 진공흡입식주입장치(10)의 실시예를 보인 예시도이다.
고정형으로 된 기틀(11)에는 임의 고정수단에 의해 실린더금구(12)가 장착된다. 상기 실린더금구(12)의 중앙 수직선상에는 실린더(13)를 구비하였고 그 실린더(13)에서는 스프링(15)으로 탄발되는 피스톤(14)이 작동되는데, 피스톤(17)에 고정된 샤프트(17)는 실린더(13)의 하측으로 노출되고 샤프트(17)의 선단에는 주입헤드(20)가 장착된다. 샤프트(17)의 선단에는 승강판(18)이 고정되고 그 고정판(18)에는 스프링(19-1)을 개입시킨 가이드(19)에 의해 승강판(18-1)이 고정되며, 승강판(18-1)에는 주입헤드(20)가 고정된다.
특히 승강판(18)에는 복수개의 가이드(16)가 구비되어 실린더금구(12)에서 삽탈되어지지 않도록 하고 직상하방으로 작동되어 지도록 한다.
주입헤드(20)에 하측으로 노출되는 주입노즐(21)이 중앙에 구비되고, 그 주입노즐(21)의 외측으로는 환상공간부(22)가 형성되는데, 상기 주입노즐(21)에는 솔레노이드밸브(29)를 통하여 전해액주입기(26)가 연결된다.
상기 주입헤드(20)의 환상공간부(22)의 하측외주연은 경사확개부(22-1)로 되어있어 배터리(6)의 상단이 용이하게 삽탈되어질 수 있도록 되어 있다.
압축기(24)에는 분배기(25)가 구비되는데, 분배기(25)의 일측은 솔레노이드밸브(28)를 통하여 실린더(13)의 상측과 연결되고 타측은 솔레노이드밸브(30)와 진공발생기(27)를 통하여 주입헤드(20)의 환상공간부(22)와 연결된다.
주입헤드(20)의 하측에는 이송장치가 구비되어 있다.
벨트컨베이어(31)에 의해 배터리(6)가 이송되어지고 주입헤드(20)의 전방과 후방에는 스톱퍼(32)(33가 구비되어지는데 스톱퍼(32)는 센서(34)(34-1)의 감지에 의해 단속적으로 작동되어진다.
벨트컨베이어(31)의 전,후방양측에는 배터리(6)의 이송을 가이드하는 가이드 라인(35)(35-1)이 구비되어 있다.
가이드라인(35-1)의 중간부에 실린더(38)에 의해 작동되는 움직가이드라인(36)을 구비하여 전해액이 주입되어지는 배터리(6)와 차후에 주입되어질 배터리(6)를 억류할 수 있도록 있었다. 상기 실린더(38)는 임의 수단에 의해 고정되어 있는 지지대(37)에 고정되고 그 로드에 움직가이드라인(36)이 고정되며, 상기 움직가이드라인(36)에는 한 쌍의 가이드(39)가 구비되어 지지대(37)를 따라 이동하도록 되어 있으므로 움직가이드라인(36)은 요동 없이 작동되어진다.
제5도는 본 발명에 따른 다른 실시예를 보인 것이다.
주입헤드(20)를 복수주입틀(40)에 등간격으로 일렬횡대로 고정시키고 벨트컨베이어(31)상에는 동수의 배터리(6)를 제어할 수 있도록 스톱퍼장치(42)(42-1)를 구비하되 센서(43)를 스톱퍼장치(42-1)측에 구비하여 통과되는 배터리(6)를 카운팅하여 제어할 수 있도록 하여서 된 것이다.
이하 작동관계를 설명한다.
제2도 내지 제4도에 따른 진공흡입식 주입장치에 있어서, 벨트컨베이어(31)에 의해 배터리(6)가 공급되며, 통과하는 하나의 배터리(6)를 센서(34-1)가 감지하여 스톱퍼(32)(33)를 작동시킨다. 스톱퍼(32)에 의해 배터리(6)의 공급이 제한되고, 스톱퍼(33)는 공급된 하나의 배터리(6)가 전진하지 못하도록 억제시키며, 이때 실린더(38)가 작동되어 움직가이드라인(36)을 전진시켜 상기 두 개의 배터리(6)를 동시에 억류시킨다.
이후 솔레노이드밸브(28)가 ON되어 압축기(24)의 압축공기를 실린더(13)에 공급하면 피스톤(14)은 스프링(15)을 압축하면서 하향하고 피스톤(14) 및 샤프트(17)의 하향에 의해 주입헤드(20)는 제3도에 도시된 바와 같이 배터리(6)에 안착되는데, 경사확개부(22-1)에 배터리(6)의 상단이 안착되어지고 주입노즐(21)의 선단은 소자의 중앙내부에 깊숙이 삽입되어진다.
솔레노이드밸브(29)가 ON되어 전해액주입기(26)에 있는 전해액을 공급시키며 주입노즐(21)을 통하여 전해액이 배터리(6)의 소자내부로 공급되며, 이때 진공발생기(27)가 작동하여 환상공간부(22)를 통해 배터리(6)의 내부에 있는 공기를 흡입하여 외부로 방출시키게 되므로 전해액은 제3도에 도시된 바와 같이 공급되어 순간적으로 배터리(6)의 내부에 충진된다.
솔레노이드밸브(29)가 설정된 시간동안만 ON되어 전해액을 공급시키므로 전해액은 항상 일정한 량만큼 씩만 공급 충진된다.
전해액이 배터리(6)에 충진됨과 진공발생기(27)의 작동은 정지되고, 압축기(24)에서의 압축공기의 공급도 중단되므로 피스톤(14)은 스프링(15)의 탄발력에 의해 상승되며, 따라서 주입헤드(20)도 상승하게 된다.
주입헤드(20)가 상승되면 실린더(38)가 역으로 작동되어 움직가이드라인(6)을 후퇴시켜서 배터리(6)의 억류상태를 해제시킨다.
배터리(6)의 전해액이 충진되어진 상태에서 센서(34)는 주입헤드(20)의 이탈을 감지하여 스톱퍼(33)를 OFF시켜 전해액이 충진된 배터리(6)가 벨트컨베이어(31)에 의해 이송되어지도록 하고, 스톱퍼(32)도 OFF되어 대기중인 배터리(6)가 통과되어지도록 하며, 대기상태에 있던 배터리(6)가 센서(34-1)를 통과하는 순간 센서(34-1)는 스톱퍼(33)(32)를 작동시켜 배터리(6)를 각각 억류시키게 된다.
이후 상기 과정을 반복 실시하면서 배터리(6)에 전해액을 단속적이면서도 반복적으로 자동 주입시키고 배출시키게 된다.
또한 제5도에 도시된 바와 같이 분배공급기(41)를 통하여 복수주입틀(40)에 구비된 전해액주입기(20)에는 전해액이 동시에 공급시키고, 진공발생기(27)에 의해 각 전해액주입기(20)에서 배터리(6)의 공기를 동시에 흡입 배출시켜줌으로써 상기와 같이 전해액이 동시에 주입되어진다.
상기와 같은 동시 다발적인 주입과정도 제2도의 실시예와 동일한 과정에 의해 실시되고 한번 작동시에 수개씩의 배터리(6)에 전해액을 동시 주입시킬 수 있는데, 다만 스톱퍼장치(42)(42-1) 및 센서(43)에 의해 복수개씩의 배터리(6)를 단속적으로 공급 배출시킬 수 있도록 하는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 배터리를 자동으로 공급 배출시키면서 정량의 전해액을 짧은 시간내에 자동으로 주입시켜주므로 배터리의 성능에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있으며, 자동화시스템에 의한 배터리의 자동화 생산라인에 설비할 수 있음은 물론, 제조원가도 줄일 수 있게 된다는 것이다.
Claims (4)
- 압축공기가 압축기(24)에서 실린더금구(12)로 공급되고 실린더금구(12)에 구비된 실린더(13)의 피스톤(14)은 실린더(13)로 유입되는 압축공기와 스프링(15)에 의해 상하 작동되면, 상기 피스톤(14)의 작동에 의해 샤프트(17)에 고정된 주입헤드(20)가 상,하 작동되어지도록 하고 솔레노이드밸브(28)에 의해 실린더금구(12)로 공급되는 압축공기의 주입을 제어하도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 중앙에는 주입노즐(21)을 구비하여 전해액주입기(26)에서 전해액을 주입하고 환상공간부(22)를 진공발생기(27)와 연결하되 전해액주입기(26)로 공급되는 전해액은 솔레노이드밸브(29)에 의해 단속되어지도록 하는 것과, 주입헤드(20)의 하측에서 벨트컨베이어(31)에 의해 공급되는 배터리(6)는 스톱퍼(32)(33) 및 센서(34)(34-1)에 의해 가이드라인(35)(35-1)을 따라 단속적으로 공급 통과되도록 된 리튬배터리의 전해액 주입장치.
- 제1항에 있어서, 샤프트(17)의 선단에는 승강판(18)을 고정하고 승강판(18-1)에는 주입헤드(20)를 고정하며, 승강판(18-1)에는 가이드(19)를 고정시켜 승강판(18)의 상측으로 관통 인출시키고 너트와 같은 고정수단으로 고정시키되 가이드(19)에는 스프링(19-1)을 구비하며, 승강판(18)에는 복수개의 가이드(16)가 구비하여 실린더금구(12)에서 삽탈되어지도록 된 리튬배터리의 전해액 주입장치.
- 제1항에 있어서, 가이드라인(35-1)의 중간부에 실린더(38)에 의해 작동되는 움직가이드라인(36)을 구비하여 전해액이 주입되어지는 배터리(6)와 대기상태의 배터리(6)를 동시에 억류할 수 있도록 된 리튬배터리의 전해액 주입장치.
- 제1항에 있어서, 주입헤드(20)를 복수주입틀(40)에 등간격으로 일렬횡대로 고정시키고 벨트컨베이어(31)상에 동수의 배터리(6)를 제어할 수 있도록 스톱퍼장치(42)(42-1)를 구비하되 센서(43)를 스톱퍼장치(42-1)측에 구비하여 통과되는 배터리(6)를 카운팅 제어할 수 있도록 된 리튬배터리의 전해액 주입장치.
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