KR100858805B1 - 프로브와 이를 이용한 전지 충방전기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 전지의 충방전기는 복수개의 단위 인입공들이 형성된 하우징과; 하우징의 각 단위 인입공의 일측면에 형성되는 백업 플레이트와; 상기 하우징의 하면에 위치되며 이송플레이트에 설치되는 것으로, 절연지지체와, 상기 절연 지지체에 소정간격 이격 되도록 지지되며 상기 백업 플레이트와 대향되도록 인입공으로 인입되는 한 쌍의 제1단자부재들과, 상기 절연 지지체에 지지되고 상기 한 쌍의 제1단자부재들의 길이보다 짧으며 상기 한 쌍의 제1단자부재들과 각각 평행하게 설치되어 백업 플레이트와 대응되는 한 쌍의 제2단자부재들을 구비한 복수개의 프로브들과; 상기 이송플레이트를 제1,2단자부재를 백업플레이트에 밀착 및 분리되도록 하는 이송수단과; 전지의 전극단자가 상기 백업 플레이트와 제1,2단자부재 사이로 인출되도록 지지하는 트레이와; 상기 트레이를 승강시키는 승강수단;을 포함한다.

이차전지, 충방전, 전극단자, 프로브

Description

프로브와 이를 이용한 전지 충방전기{Probe and charger of cell utilizing the same}

도 1 본 발명에 따른 전지 충방전기의 단면도,

도 2는 프로브를 발체하여 도시한 사시도,

본 발명은 이차전지의 충방전기에 관한 것으로, 더 상세하게는 이차전지의 전극단자와 접합되어 전지를 충전시키기 위한 충방전기의 프로부가 개선된 전지 충방전기용 프로브에 관한 것이다.

전자기기, 예컨대 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터 등의 소형화, 경량화 및 무선화가 급속하게 진행됨에 따라 그 구동전원으로서 에너지밀도가 높은 이차 전지가 활발히 개발되고 있다. 상기 이차 전지는 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와, 리튬 이온 전지 및, 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(Lithium Ion Polymer Battery)로 구별된다.

이러한 이차전지는 양극판과 음극판의 사이에 세퍼레이터 개지되며, 상기 양극판과 음극판으로부터 양 전극탭이 인출된 전극조립체와, 상기 전극조립체를 감 싸는 것으로, 전극조립체가 안착되는 수용부를 가지며 양 전극탭이 외부로 인출되도록 상기 전극조립체를 감싸는 케이스( case 또는 pouch)를 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 이차전지는 제조과정에서 열압착 하는 단계가 완료되면, 최초 충전하고 이 때에 발생된 가스를 가스방으로 배출(케이스와 연통되는 별도의 가스방을 이용하에 배출시킴)시킨 후 만충전시키게 된다. 또한 전지의 충방전 테스트 시에 양 전극탭과 접촉을 위해 충방전기 또는 테스트 장비의 프로브가 접촉된다.

상기 이차전지를 제조하는 과정에서 이차전지를 트레이 또는 지지대에 수평상태로 적재하고 이차전지의 단자에 충전을 위한 핀을 접촉시켜 전지를 충전시키게 된다. 그러나 이러한 방식은 전지를 수평방향으로 적재하게 되므로 이차전지의 적재에 따른 적재효율이 떨어지게 되고, 단자와 충전을 위한 핀이 접촉 되므로 접촉면적이 작아 충전효율과 접촉효율이 좋지 않으며 접촉불량으로 이해 방전이 발생되어 전지의 단자가 손상되는 문제점을 가지고 있다.

한편, 프로브의 일예가 한국 공개 특허 공보 2002-0023319호에 개시되어 있다. 개시된 프로브는 본체에 슬라이딩 가능하게 설치되는 헤드부가 전지의 단자에 접촉되는 구성를 가지고 있으며, 테스트 장비에 연결할 수 있는 내외부 접촉단자의 구성을 가지고 있다.

그리고 한국 공개 특허 공보 2002-0023832호에는 리튬 이온 전지의 테스트용 프로브의 다른 예가 개시되어 있다. 이 프로브는 수용본체와, 이 수용본체에 상하 유동 가능하게 설치되며 리튬 이온전지의 단자와 직접적으로 접촉되는 제1,2접촉수 단과, 일측에 접촉 헤드부가 형성되어 상기 제1접촉수단과 접촉되고 내부가 빈원통형상으로 형성된 외부몸체와, 원통형상으로 형성되어 상기 외부몸체의 내부에 이격되어 동축상으로 형성되고 일측에 접촉 헤드부가 형성되어 상기 제2접촉수단과 접촉되고 상기 외부몸체와 전기적으로 절연되며 외부몸체의 하측으로 돌출되는 내부몸체와, 상기 내부몸체의 하단부에 형성된 스포터를 포함한다.

상기와 같은 예의 프로브는 전극 단자는 이차전지를 개별적으로 측정할 수 있는 구조로 되어 있어 대량의 전지들을 동시에 충전시키기 위한 접촉단자의 구조로는 적용이 용이하지 않다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 트레이에 적치된 충방전이 가능한 전지의 전극단자와 접촉효율을 향상시킬 수 있는 전지용 충방전기의 프로브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 전지의 적재효율을 향상시킬 수 있으며, 전류와 전압의 공급을 통한 충전 및 방전을 동시에 수행할 수 있는 전지용 충방전기를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전지용 충방전기용 프로브는 절연지지체와, 상기 절연 지지체에 소정간격 이격 되도록 지지되는 한 쌍의 제1단자부재들과, 상기 절연 지지체에 지지되고 상기 한 쌍의 제1단자부재들의 길이보다 짧으며 상기 한 쌍의 제1단자부재들과 각각 평행하게 설치되는 한 쌍의 제2단자부재들을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1단자부재와, 제2단자부재는 각각 전류와 전압이 공급되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 충방전기는 복수개의 단위 인입공들이 형성된 하우징과;

하우징의 각 단위 인입공의 일측면에 형성되는 백업 플레이트와;

상기 하우징의 하면에 위치되며 이송플레이트에 설치되는 것으로, 절연지지체와, 상기 절연 지지체에 소정간격 이격 되도록 지지되며 상기 백업 플레이트와 대향되도록 단위 인입공으로 인입되는 한 쌍의 제1단자부재들과, 상기 절연 지지체에 지지되고 상기 한 쌍의 제1단자부재들의 길이보다 짧으며 상기 한 쌍의 제1전극부재들과 각각 평행하게 설치되어 백업 플레이트와 대응되는 한 쌍의 제2단자부재들을 구비한 복수개의 프로브들과;

상기 이송플레이트를 제1,2단자부재를 백업플레이트에 밀착 및 분리되도록 하는 이송수단과;

전지의 전극단자가 상기 백업 플레이트와 제1,2단자부재 사이로 인출되도록 지지하는 트레이와; 상기 트레이를 승강시키는 승강수단;을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명에 따른 전지의 충방전기(20)의 일 실시예를 나타내 보였 다.

도면을 참조하면, 전지의 충방전기(20)는 제조가 완료된 전지의 단자를 이용하여 충전 및 방전하기 위한 것으로, 복수개의 단위 인입공(21a)들이 형성된 하우징(21)과, 상기 하우징(21)의 각 단위 인입공(21a)들이 일측면에 형성되는 백업 플레이트(22)를 포함한다. 상기 하우징(21)은 복수개로 분할된 부재들이 상호 결합되어 이루어질 수 있으며 상기 단위 인입공(21a)은 하우징(21)을 관통하여 형성되며 후술하는 트레이에 지지되는 전지의 지지패턴과 동일한 구조를 갖도록 함이 바람직하며, 상기 백업 플레이트(22)에는 금속 단자부(22a)가 설치될 수 있다.

그리고 상기 하우징(21)의 하면에는 이송수단(30)에 의해 상기 하우징(22)에 대해 전후진 되는 이송플레이트(23)가 설치된다. 이송플레이트(23)에는 각 단위 인입공(21a)에 그 단자부재들이 삽입되는 복수개의 프로브(40)들이 설치된다.

상기 이송수단(30)은 이송풀레이트(23)가 가이드 레일(미도시)과 이 가이드 레일을 따라 이송플레이트(23)를 전후진 시키는 공압실린더, 볼스크류 등과 같은 액튜에이터(31)가 이용되는다. 상기 이송수단(30)은 이에 한정되지 않고 이송플레이트(32)를 소정거리 전후진 시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

상기 프로브(40)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 절연지지체(41)와, 상기 절연 지지체(41)에 소정간격 이격 되도록 지지되며 상기 백업프레이트(22)와 대향되도록 단위 인입공(21a)으로 인입되는 한쌍의 제1단자부재(42)(43)들과, 상기 절연 지지체(41)에 지지되고 제1단자부재(42)(43)들의 길이보다 짧으며 한쌍의 제1전극부재(42)(43)들과 각각 평행하게 설치되어 백업 플레이트(22)와 대응되는 한 쌍의 제2단자부재(44)(45)을 구비한다. 상기 제1,2단자부재(42,43)(44,45)들의 단부에는 상대적으로 폭이 넓은 접촉부(42a-45a)를 더 구비한다. 여기에서 상기 제1,2단자부재(42)(43)에는 전류와 전압이 선택적으로 공급될 수 있다.

그리고 상기 하우징(21)의 상부에는 전지(100)의 전극단자(101)(102)가 상기 백업 플레이트(22)와 제1,2단자부재(42,43)(44,45)의 사이로 인출되도록 하는 트레이(50)가 설치되는데, 이 트레이(50)는 승강수단(60)에 의해 승강 된다. 상기 트트레이(50)는 전지를 수직으로 지지하며 단자가 하부로 돌출 될 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 상기 승강수단(60)은 상기 트레이(50)의 가장자리를 지지하는 지지플레이트(61)과 이 지지플레이트(61)를 승강시키는 공압실린더와 같은 액튜에이터(62)를 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 전지의 충방전기를 이용하여 전지를 충전하기 위해서는 충전을 위한 전지(100)들을 트레이(50)에 수직으로 적재하여 두 전극단자(101)(102)가 하부로 돌출되도록 한 상태에서 지지플레이트(61)에 지지시킨다. 이때에 상기 이송플레이트(23)는 액튜에이터(32)에 의해 후퇴되어 백업 플레이트(22)와 제1,2단자부재(42,43)(44,45) 사이의 간격을 충분히 이격 되도록 한다.

이 상태에서 상기 승강수단(60)을 이용하여 트레이(50)을 하강시켜 제1,2단자부재(42,43)(44,45)들과 백업플레이트(22)들의 사이에 전지(100)의 전극단자(101)(102)가 위치되도록 한다. 그리고 상기 이송수단(30)의 액튜에이터(32)를 작동시켜 이송플레이트(23)를 이송시킴으로써 이에 설치되는 프로브(40)들을 이송시켜 제1,2단자부재(42,43)(44,45)와 백업플레이트(22)의 사이에 전극단자(101)(102)가 끼이도록 한다. 그리고 상기 제1,2전극단자부(42,43)(44,45)에 각각 전류와 전압을 공급하여 충전한다. 여기에서 상기 제1,2단자부재(42,43)(44,45)의 단부에는 상대적으로 폭이 넓은 접촉부(42a-45a)가 설치되어 있으므로 전극단자(101)(102)와의 접촉력을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 충전이 완료되면 역순으로 이송수단과 승강수단을 작동시켜 충전이 완료된 전지를 취출한다.

본 발명에 따른 이차전지의 프로브와 이를 이용한 전지 충전기는 다수의 전지를 동시에 충전시킬 수 있으므로 충전효율을 높여 생산성의 향상을 도모할 수 있으며, 하나의 전극단자에 두 개의 제1,2단위전극부재가 접촉되므로 접촉불량으로 인한 충전불량을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 절연지지체와, 상기 절연 지지체에 소정간격 이격 되도록 지지되는 한 쌍의 제1단자부재들과, 상기 절연 지지체에 지지되고 상기 한 쌍의 제1단자부재들의 길이보다 짧으며 상기 한 쌍의 제1단자부재들과 각각 평행하게 설치되는 한 쌍의 제2단자부재들을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 전지의 충방전기용 프로브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1단자부재와, 제2단자부재는 각각 전류와 전압이 공급되는 것을 특징으로 하는 전지의 충방전기용 프로브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1,2단자부재의 단부에 각각 상기 제1,2단자부재보다 폭이 더 넓은 접촉부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전지의 충방전기용 프로으브.
4. 복수개의 단위 인입공들이 형성된 하우징과; 하우징의 각 단위 인입공의 일측면에 형성되는 백업 플레이트와; 상기 하우징의 하면에 위치되며 이송플레이트에 설치되는 것으로, 절연지지체와, 상기 절연 지지체에 소정간격 이격 되도록 지지되며 상기 백업 플레이트와 대향되도록 인입공으로 인입되는 한쌍의 제1단자부재들과, 상기 절연 지지체에 지지되고 제1단자부재들의 길이보다 짧으며 한쌍의 제1단자부재들과 각각 평행하게 설치되어 백업 플레이트와 대응되는 한 쌍의 제2단자부재을 구비한 복수개의 프로브들과; 상기 이송플레이트를 이송시켜 상기 제1,2단자부재가 백업플레이트에 밀착 및 분리되도록 하는 이송수단과;

   전지의 전극단자가 상기 백업 플레이트와 제1,2단자부재 사이로 인출되도록 지지하는 트레이와; 상기 트레이를 승강시키는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지의 충방전기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1,2단자부재의 단부에 각각 상기 제1,2단자부재보다 폭이 더 넓은 접촉부가 더 형성된 것을 특징으로 하는 전지의 충방전기.

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