KR101216386B1

KR101216386B1 - 평판형 누액 감지장치

Info

Publication number: KR101216386B1
Application number: KR1020110049511A
Authority: KR
Inventors: 유홍근
Original assignee: (주)유민에쓰티
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-12-28
Also published as: KR20120131383A

Abstract

본 발명은 평판형 누액 감지장치에 관한 것으로, 특히 리튬 이온 폴리머 배터리의 제조 공정시에 발생하는 전해액의 누설을 감지하도록 한 평판형 누액 감지장치에 관한 것이다.
이를위해 본 발명은, 경질로 되며, 상부면이 평평한 지지판; 필름재질로 되어 상기 지지판의 상측에 위치하며, 공통으로 연결된 복수의 제1 도전라인들이 간격을 두고 형성되고, 그 제1 도전라인들 사이에 각각 공통으로 연결된 제2 도전라인들이 형성된 베이스필름층;으로 구성되어, 배터리를 구성하는 적층된 필름을 가압하기 위한 테이블의 상부면에 놓여 필름사이에 충진된 전해액의 누액을 감지하도록 구성된다.
이와같이 구성된 본 발명은 리튬 이온 폴리머 배터리를 구성하는 필름을 가압하여 얇게 성형할 때 발생하는 전해액의 누설을 즉각 감지함으로써 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 하여 다른 필름으로의 오염을 방지하여 불량을 없애며, 또한 프레스 테이블의 전해액 오염을 방지함으로써 공정의 중단이 발생하지 않아 생산성이 저하되지 않는 장점이 있다.

Description

평판형 누액 감지장치{Plat type leakage detection apparatus}

본 발명은 평판형 누액 감지장치에 관한 것으로, 특히 리튬 이온 폴리머 배터리의 제조 공정시에 발생하는 전해액의 누설을 감지하도록 한 평판형 누액 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 리튬 이온 폴리머 배터리(리튬 폴리머 배터리라고도 함)는 리튬 이온 배터리의 뛰어난 성능은 그대로 유지하면서 폭발 위험성이 있는 액체 전해질 대신에 화학적으로 가장 안정적인 폴리머(polymer : 고체 또는 젤 형태의 고분자 중합체) 상태의 전해질을 사용하게 된다.

폴리머 전해질을 사용함으로 인해 폭발의 위험성이 없을 뿐만 아니라, 3mm 정도의 얇은 두께와 소형으로 제작하는 것도 가능해 디자인 특성이 매우 뛰어나다.

최근들어 모바일 기기의 디자인이 중시되면서 MP3, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC 등 대부분의 모바일 기기에 채택되고 있으며, 빠르게 그 활용분야를 넓혀가고 있다.

도1은 이러한 일반적인 리튬 이온 폴리머 배터리의 제조공정을 도시한 도로서, (a)에서와 같이 다수개의 필름(10)을 적층하여 세퍼레이터막 층을 형성하고, 그 필름(10) 사이에 폴리머 상태의 전해액을 충진하게 된다.

이후 (b)에서와 같이 팩킹을 위하여 일정한 크기를 갖도록 하기 위해 재단부위(20)를 따라 재단하게 되며, 재단된 필름(10)으로부터 누액이 되지 않도록 팩킹을 행한 후 (c)에서와 같이 테이블(100)의 상부면에 올려놓게 된다.

테이블(100)의 상부면에는 재단된 필름(10)을 프레스(140)의 하부에 정확히 위치하도록 각 방향에 정렬판(110,120,130)이 실린더에 의해 전후방향으로 이동하는 구조를 가지게 되고, 적층된 필름(10)의 정렬이 완료되면, 600~1000kg의 압력으로 프레스(140)가 필름(10)을 가압함으로써 얇은 두께를 갖도록 적층된 필름(10)이 압착된다.

그런데, 이러한 일반적인 제조공정에서 필름(10) 사이에 충진된 폴리머 전해액의 누설이 발생됨으로써 다음에 공정처리되는 다른 필름에도 오염을 발생함으로써 제품의 불량을 가져오게 된다.

전해액의 누설은 주로 필름(10)의 재단시에 전해액이 충진된 부위까지 잘못 재단하는 경우에 발생되거나, 또는 프레스(140)로 가압시에 높은 압력에 의해 패킹이 터져서 누액이 발생하게 되며, 이로인해 테이블(100)의 상부면이 오염되어 이를 확인하지 못한 경우 다른 필름까지 오염이 발생하게 된다.

또한, 오염상태를 처리하는 경우 일시적으로 공정이 중단되어 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 필름을 프레스로 가압할 때 발생하는 폴리머 전해액의 누액을 즉각적으로 감지함으로써 테이블의 오염상태를 바로 처리하도록 한 평판형 누액 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 평판형 누액 감지장치는,

경질로 되며, 상부면이 평평한 지지판;

필름재질로 되어 상기 지지판의 상측에 위치하며, 공통으로 연결된 복수의 제1 도전라인들이 간격을 두고 형성되고, 그 제1 도전라인들 사이에 각각 공통으로 연결된 제2 도전라인들이 형성된 베이스필름층;으로 구성되어,

배터리를 구성하는 적층된 필름을 가압하기 위한 테이블의 상부면에 놓여 필름사이에 충진된 전해액의 누액을 감지하도록 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명은 리튬 이온 폴리머 배터리를 구성하는 필름을 가압하여 얇게 성형할 때 발생하는 전해액의 누설을 즉각 감지함으로써 빠른 조치가 이루어질 수 있도록 하여 다른 필름으로의 오염을 방지하여 불량을 없애며, 또한 프레스 테이블의 전해액 오염을 방지함으로써 공정의 중단이 발생하지 않아 생산성이 저하되지 않는 장점이 있다.

도1은 일반적인 리튬 이온 폴리머 배터리의 제조공정을 설명하기 위한 도.
도2는 본 발명의 평판형 누액 감지장치의 분해도.
도3은 본 발명의 평면도.
도4는 본 발명이 프레스 테이블에 놓여진 상태를 보인 도.
도5는 본 발명의 사용상태를 보인 도.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2은 본 발명 평판형 누액 감지장치(200)를 분해하여 보인 도로서, 가장 하부에는 경질의 지지판(210)이 위치하는데, 이 지지판(210)은 PE, PP, PVC, PC 등의 합성수지재 또는 스테인레스, 알루미늄 등의 금속재질로 되어 있으며, 그 상부면이 평평하게 형성된다.

이러한 지지판(210)은 프레스의 가압력을 견딜 수 있을 정도의 강도를 가져야 한다.

상기 지지판(210)의 상부면에는 베이스필름층(230)이 접착재층(220)에 의해 부착되어 고정되도록 설치되는데, 이러한 베이스필름층(230)은 PE, PP, PVC, PC 등으로 되어 절연성을 갖는 얇은 필름형태이며, 그 상부면에는 리튬 이온 폴리머 배터리를 구성하는 필름의 재단 또는 가압시에 발생하는 폴리머 전해액의 누설을 감지하기 위한 제1 도전라인부(240)와 제2 도전라인부(250)가 형성된다.

이러한 제1 도전라인부(240)와 제2 도전라인부(250)는 도전성을 갖는 도전액에 의해 인쇄방식으로 형성되는 것으로, 도전액은 누액 감지의 감도를 높이기 위해 은 화합물을 포함할 수 있다.

상기 제1 도전라인부(240)는 베이스필름층(230)의 상부면에서 스트립 형태의 복수의 제1 도전라인(241)이 동일한 간격을 유지하면서 형성되고, 각 제1 도전라인(241)의 일측은 제1 공통라인(242)에 의해 공통으로 연결된 형태이다.

또한, 상기 제2 도전라인부(250)는 베이스필름층(230)의 상부면에서 제1 도전라인들(241)의 사이에 스트립 형태의 제2 도전라인(251)이 하나씩 간삽된 상태로 형성되고, 그 각 제2 도전라인(251)의 일측은 제2 공통라인(252)에 의해 공통으로 연결된 형태이다.

이러한 제1 공통라인(242)과 제2 공통라인(252)은 단자부(231) 쪽으로 배선되어 제어기(도시하지 않음)로 접속된다.

보호필름층(260)은 베이스필름층(230)에 형성된 제1 도전라인부(240)와 제2 도전라인부(250)를 보호하기 위하여 베이스필림층(230)의 상측으로 적층되는 층으로서, 베이스필름층(230)과 동일한 크기를 가지면서, 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)을 외부로 노출시키기 위하여 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)이 형성된 위치와 대응된 위치에 다수개의 센싱홀(270)이 일정간격을 유지하면서 형성되어 있다.

도3은 베이스필름층(230)의 상부에 보호필름층(260)이 적층된 상태에서 센싱홀(270)을 통해 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)이 노출되는 상태를 보인 평면도로서, 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)이 나란히 위치한 곳에서 길이방향을 따라서 일정간격마다 센싱홀(270)이 형성됨으로써 배터리를 구성하는 적층된 필름(10)으로부터 전해액의 누액(280)이 발생하면 센싱홀(270)을 통해 유입되어 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)이 서로 도통하게 된다.

따라서, 누액(280)에 의해 폐회로가 형성됨으로써 제어기에서 이를 확인하여 전해액의 누설경보를 발생할 수 있게 되는 것이다.

물론, 보호필름층(260)이 굳이 구비되지 않아도 베이스필름층(230)에 형성된 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)이 모두 노출되도록 구성할 수 있다.

도4 및 도5는 필름(10)을 가압하기 위한 프레스 테이블(100)의 상부에 본 발명의 평판형 누액 감지장치(200)가 위치된 상태를 보인 도로서, 필름(10)의 크기와 갖거나 또는 약간 크게 형성되어 그 상부면에 필름(10)이 놓여지게 되며, 프레스(140)에 의해 필름(10)이 가압되면 필름(10)의 하부면을 지지판(210)이 지지하는 역할도 하게 된다.

만약, 필름(10)으로부터 누액이 발생한 경우에 누액이 테이블(100)로 누출되지 않고, 본 발명의 평판형 누액 감지장치(200)의 상부면에만 존재하므로 본 발명의 단순 교체에 의해 연속적인 공정의 수행이 가능한 것이다.

즉, 본 발명에 의해 누액 경보가 발생하면, 본 발명을 테이블(100)의 상부로부터 들어올려 제거하고, 새로운 본 발명을 테이블(100)의 상부에 놓으면 교체가 이루어지므로 곧바로 다른 필름의 가압 공정이 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 프레스(140)에 의해 가압시 센싱홀(270)의 형태가 필름(10)의 하부면에 찍히게 되어 제품불량의 소지가 발생할 수 있으므로, 센싱홀(20)의 크기를 조절하여 미세한 크기를 갖도록 함이 바람직하다.

도6과 도7은 본 발명의 다른 실시예로서, 프레스(140)의 가압에 의해 필름(10)에 센싱홀(270)의 자국이 남지않도록 하기 위한 구조이며, 도6과 같이 지지판(210), 접착재층(220), 베이스필름층(230), 그리고 보호필름층(260)이 순차적으로 적층된 상태에서 보호필름층(260)의 상부에 부직포 등으로 된 흡수층(290)을 더 적층함으로써 보호필름층(260)에 형성된 센싱홀(270)이 직접 필름(10)의 하부면에 접촉하지 않게 되어 자국이 남지 않으면서도 누설된 전해액이 쉽게 흡수됨으로써 감지가 용이하게 된다.

도7은 보호필름층(260) 없이 베이스필름층(230)의 상부면에 곧바로 흡수층(290)이 적층됨으로써, 그 흡수층(290)이 베이스필름층(230)의 상부면을 보호함과 아울러 누설된 전해액을 흡수하여 빠르게 제1 도전라인(241)과 제2 도전라인(251)으로 확산시키는 구조이다.

10 : 필름 100 : 테이블
110,120,130 : 정렬판 140 : 프레스
200 : 평판형 누액 감지장치 210 : 지지판
220 : 접착재층 230 : 베이스필름층
231 : 단자부 240 : 제1 도전라인부
241 : 제1 도전라인 242 : 제1 공통라인
250 : 제2 도전라인부 251 : 제2 도전라인
252 : 제2 공통라인 260 : 보호필름층
270 : 센싱홀

Claims

경질로 되며, 상부면이 평평한 지지판;
필름재질로 되어 상기 지지판의 상측에 위치하며, 공통으로 연결된 복수의 제1 도전라인들이 간격을 두고 형성되고, 그 제1 도전라인들 사이에 각각 공통으로 연결된 제2 도전라인들이 형성된 베이스필름층;으로 구성되어,
배터리를 구성하는 적층된 필름을 가압하기 위한 테이블의 상부면에 놓여 필름사이에 충진된 전해액의 누액을 감지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 평판형 누액 감지장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스 필름층의 상부면에는
상기 복수의 제1 도전라인들이 나란히 형성되며, 제1 도전라인들의 일단이 공통으로 연결된 제1 도전라인부;
상기 제2 도전라인이 상기 제1 도전라인들의 사이에 간삽되어 나란히 형성되며, 제2 도전라인들의 일단이 공통으로 연결된 제2 도전라인부;가 형성된 것을 특징으로 하는 평판형 누액 감지장치.
제1항에 있어서, 상기 베이스필름층의 상부로 적층되며, 베이스필름층의 제1 도전라인 및 제2 도전라인을 상부로 노출시키기 위한 센싱홀이 일정간격으로 형성된 보호필름층;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 평판형 누액 감지장치.
제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스필름층의 상측 또는 보호필름층의 상측으로 누액을 흡수하는 흡수층이 더 적층되도록 구성된 것을 특징으로 하는 평판형 누액 감지장치.