KR101503427B1 - 전지 전해액 주입구 밀폐장치 - Google Patents

전지 전해액 주입구 밀폐장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101503427B1
KR101503427B1 KR20130152957A KR20130152957A KR101503427B1 KR 101503427 B1 KR101503427 B1 KR 101503427B1 KR 20130152957 A KR20130152957 A KR 20130152957A KR 20130152957 A KR20130152957 A KR 20130152957A KR 101503427 B1 KR101503427 B1 KR 101503427B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel ball
shaft
electrolyte
electrolyte injection
battery
Prior art date
Application number
KR20130152957A
Other languages
English (en)
Inventor
강원순
Original Assignee
주식회사 에스엔티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에스엔티 filed Critical 주식회사 에스엔티
Priority to KR20130152957A priority Critical patent/KR101503427B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101503427B1 publication Critical patent/KR101503427B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 발명은 전지의 제조과정에서 전해액을 주입한 전지의 전해액 주입구를 강구로 폐구하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전해액 주입구에 잔류하는 전해액에 의한 용접 불량을 해소하기 위해서 강구를 전해액 주입구에 안착한 후 회전시켜 강구를 전해액 주입구의 테두리에 밀착시키고 이후에 금속 아크 용접하여 강구의 둘레를 균일하게 용접하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 관한 것이다.

Description

전지 전해액 주입구 밀폐장치{SEALING APPARATUS FOR ELECTROLYTE INJECTION-HOLE OF BATTERY}
본 발명은 전지의 제조과정에서 전해액을 주입한 전지의 전해액 주입구를 강구로 폐구하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전해액 주입구에 잔류하는 전해액에 의한 용접 불량을 해소하기 위해서 강구를 전해액 주입구에 안착한 후 회전시켜 강구를 전해액 주입구의 테두리에 밀착시키고 이후에 금속 아크 용접하여 강구의 둘레를 균일하게 용접하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 관한 것이다.
전지의 제조는 상부 개구를 갖는 캔의 내부에 전극조립체를 넣고 전해액 주입구를 구비한 캡 플레이트로 캔의 개구를 막은 후, 전해액을 전해액 주입구를 통해 캔의 내부에 주입하는 공정으로 이루어진다. 전극조립체는 공지된 바와 같이 양극, 세퍼레이터 및 음극으로 구성되고, 양극과 음극을 전지의 외부면에 조성하는 단자에 전기적으로 연결되게 한다. 예를 들면, 캡 플레이트를 음극에 연결하고 캡 플레이트에 전기적으로 절연한 단자를 양극에 연결한 후 캡 플레이트를 관통시킨다.
전해액 주입구는 전해액을 주입한 이후에 폐구하여야 하는 데, 일반적으로 강구를 전해액 주입구에 안착한 후 강구를 압입하여 전해액 주입구에 압착(또는, 압입에 의해서 전해액 주입구의 모양으로 변형하며 삽입)되게 한다. 그리고, 완전한 밀폐를 위해서 강구의 둘레를 따라 레이저 용접한다.
하지만, 전해액 주입구에는 전해액이 잔류하여 용접 불량이 발생하고, 더욱이 강구를 압입할 시에 캡 플레이트가 휘어져서 주입한 전해액이 흘러나올 수 있으므로, 용접 불량이 더욱 심해질 수 있다.
또한, 강구의 둘레를 따라가며 용접하려면, 강구의 위치 및 크기에 맞게 용접 부위를 정확하게 조절하며 용접하여야 하므로, 위치 조절의 부정확성에 의한 용접 불량이 발생할 수 있다.
이러한 용접 불량의 문제점을 해소하기 위해서, 등록특허 제10-0579366호에서는 연화 알미늄을 함유한 강구를 사용하였고, 등록특허 제10-0984367호에서는 수지재를 코팅한 강구를 사용하였고, 등록특허 제10-1106362호에서는 용접 부위를 검출한 후 검출한 위치에 용접하는 방법을 사용하였다.
하지만, 상기한 종래기술들은 강구를 새로 제작하거나 또는 용접 부위 검출수단을 추가하여야 하는 어려움 및 제조비용의 상승이라는 문제점을 갖는다.
KR 10-0579366 B1 2006.05.04. KR 10-1106362 B1 2012.01.09. KR 10-0984367 B1 2010.09.20.
따라서, 본 발명의 목적은 강구의 변형 없이 강구를 전해액 주입구에 밀착시키고, 용접 부위의 검출 없이 강구 둘레를 정확하게 용접하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상부의 개구를 통해 내부에 전극조립체를 넣고 전해액 주입구(13)를 구비한 캡 플레이트(12)로 상부의 개구를 막은 후 전해액 주입구(13)를 통해 전해액을 주입한 전지(10)의 전해액 주입구(13)를 폐구하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 있어서, 전해액 주입구(13)에 금속재의 강구(20)를 안착하는 강구 안착기(200); 및 전해액 주입구(13)의 테두리에 접촉되는 강구(20)의 둘레를 용접하는 강구 용접기(300);를 포함하여 구성되되, 상기 강구 용접기(300)는 수직으로 세운 회전 가능한 샤프트(341) 및 샤프트(341)를 회전시키는 액추에이터(340)를 구비하여, 강구(20)를 액추에이터(340)의 샤프트(341)에 접촉시켜 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 후 강구(20)를 용접함을 특징으로 한다.
상기 강구 용접기(300)는 강구(20)를 샤프트(341)로 상기 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 후 상기 미리 설정된 각도만큼 역회전시키고 강구(20)를 용접함을 특징으로 한다.
강구(20)에 접촉되는 상기 샤프트(341)의 하부는 상기 샤프트(341)의 상부와 전기적으로 절연되는 전도체(電導體)로 구성되고, 전기 공급을 위한 (+)극 단자(350)가 고정되며, 캡 플레이트(12)에 접촉하는 (-)극 단자(370)를 구비하여서, (+)극 단자(350)와 (-)극 단자(370)에 전원을 연결하여 강구(20)를 금속 아크 용접함을 특징으로 한다.
상기 (-)극 단자(370)는 압축 스프링(363)에 눌리는 힘을 받으며 캡 플레이트(12)에 접촉됨을 특징으로 한다.
상기 전해액 주입구는 원형 구멍이고, 상기 강구는 구(毬) 형상임을 특징으로 한다.
(+)극 단자를 고정한 수직으로 세운 샤프트(341) 및 샤프트(341)를 회전시키는 액추에이터(340)를 장착하고 상하로 이동하게 구성한 상하이동 블록(330)과, 상하이동 블록(330)을 기준으로 상하 이동가능하도록 상하이동 블록(330)의 하부에 장착되어 상기 (-)극 단자(370)를 고정하게 마련한 쉴드블록(360)을 구비하고, 상기 압축 스프링(363)은 상하이동 블록(330)과 쉴드블록(360)의 사이에 개재되어 상하이동 블록(330)을 하부로 누르는 탄성력을 갖게 하되, 상하이동 블록(330)을 기준으로 쉴드블록(360)의 하부방향 이동 범위를 조절하여, 상하이동 블록(330)의 하강시에, 샤프트(341)의 하단이 강구(20)에 닿기 이전에 쉴드블록(360)에 고정한 (-)극 단자(370)가 캡 플레이트(12)에 닿아서 상기 압축 스프링(363)을 수축시킴을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 전해액 주입구를 막듯이 안착한 강구를 회전시켜서, 전해액 주입구에 잔류하는 전해액을 밀어내므로, 강구를 전해액 주입구의 테두리에 직접 접촉되게 하여, 이후 용접 부위의 용접 상태가 양호해진 전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 강구를 회전시키는 샤프트의 하단을 통해 전기를 공급하여 금속 아크 용접하므로, 회전 후 곧바로 용접하여 공정을 단순화하고, 용접 위치를 맞춰가며 용접하지 아니하면서도 용접 상태가 양호해진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전지 전해액 주입구 밀폐장치의 측면도.
도 2는 전지의 개략적 측면 투시도.
도 3은 강구 용접기(300)에서 전지 및 강구에 접촉되는 부위의 부분 사시도.
도 4는 강구 용접기(300)의 정면도.
도 5는 샤프트(341)를 축으로 절단하여 보여준 강구 용접기(300)의 정면 단면도.
도 6은 샤프트(341)를 축으로 절단하여 보여준 강구 용접기(300)의 측면 단면도.
도 7은 가이드 샤프트(364) 및 볼트(367)를 축으로 절단하여 보여준 강구 용접기(300)의 측면 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 첨부된 도면들에서 구성 또는 작용에 표기된 참조번호는, 다른 도면에서도 동일한 구성 또는 작용을 표기할 때에 가능한 한 동일한 참조번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전지 전해액 주입구 밀폐장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 1은 측면도이고, 도 2는 전지의 개략적 측면 투시도이고, 도 3은 강구 용접기(300)의 하부 부분 사시도이고, 도 4는 강구 용접기(300)의 정면도이다.
그리고, 도 5 및 도 6은 샤프트(341)를 축으로 절단하여 보여준 단면도로서, 도 5에서는 정면 단면도로 도시하되 샤프트(341)를 지지하는 구성요소들을 제외한 구성요소들에 대해서는 정면도로 남겨두었고, 도 6에서는 측면 단면도로 도시하되 실린더에 의해 승강하는 로드(321)도 단면도로 도시하였다.
도 7은 가이드 샤프트(364)를 축으로 절단하여 보여준 강구 용접기(300)의 측면 단면도이다.
상기 도 1을 먼저 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전지 전해액 주입구 밀폐장치는 전해액 주입구를 밀폐할 전지(10)를 일측에서 타측으로 이동시키는 컨베이어(400), 이동 순서에 따라 전지(10)를 정렬하는 셀 정렬기(100), 정렬한 전지(10)의 전해액 주입구에 금속재의 강구(20)를 안착하는 강구 안착기(200) 및 강구(20)를 용접하는 강구 용접기(300)를 포함하여 구성된다.
여기서, 컨베이어(400), 셀 정렬기(100) 및 강구 안착기(200)는 본 발명이 속한 기술분야에서 공지된 기술을 적용하여 구성될 수 있으므로, 개략적으로 도시하고 간략하게 설명한다.
상기 컨베이어(400)는 전해액 주입구를 상부로 향하게 세운 전지(10)들을 일측에서 타측으로 이송시키되, 이송 방향의 전지(10) 간격으로 이송하고 멈추는 동작으로 반복하여서 멈춘 시점에 상기 셀 정렬기(100)에 의해 정렬되게 하고 상기 강구 안착기(200)에 의해 전지(10)마다 강구를 하나씩 안착하게 한 후 상기 강구 용접기(300)로 강구를 용접하게 한다.
이때, 상기 컨베이어(400)로 이송하는 전지(10)는 상기 도 2를 참조하여 설명하면 상부를 개구한 캔(11)의 내부에 전극조립체(14)를 넣고 캔(11)의 상부 개구를 캡 플레이트(12)로 막되 전극조립체(14)와 전기적으로 연결되는 전극단자(15)를 캡 플레이트(12)의 상부로 노출되도록 캡 플레이트(12)로 막은 후, 캡 플레이트(12)의 전해액 주입구(13)를 통해 캔(11)의 내부에 전해액을 주입한 상태의 전지이다. 이러한 전지(10)의 구조는 본 발명이 속한 기술분야에서 공지된 구조이므로, 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 전지(10)는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 첨부한 원통형에 한정되는 것은 아니고, 일반적으로 제작되는 다양한 형태의 전지에 본 발명을 적용할 수 있다.
상기 셀 정렬기(100)는 전해액 주입구(13)의 위치를 일정하게 하기 위한 구성요소로서, 강구(20)를 전해액 주입구(13)에 안착하는 후속 공정을 담당하는 강구 안착기(200)의 위치에 맞게 전해액 주입구(13)를 위치시켜서, 강구 안착기(200)에서 강구(20)를 전해액 주입구(13)에 정확하게 안착할 수 있게 한다. 상기 컨베이어(400)로 이송하는 전지(10)의 위치는 미리 지정(예를 들면, 전지들을 일정한 간격의 홈이 조성된 틀의 각 홈에 끼워 지정)할 수 있으나, 전해액 주입구(13)가 캡 플레이트(12)의 중심에서 어느 방향을 향하게 할지는 정확하게 맞추기 어렵다. 즉, 캡 플레이트(12)의 중심을 기준으로 한 전해액 주입구(13)의 방향을 정확하게 정렬하여야만 강구(20)를 정확하게 전해액 주입구(13)에 안착할 수 있기 때문이다. 예를 들어 상기 셀 정렬기(100)는 전지(10)을 미리 설정된 각도로 회전시키는 중에 전해액 주입구(13)의 위치를 찾은 후 전해액 주입구(13)를 정렬하기 위한 위치에 맞게 전지(10)를 역회전시키도록 구성할 수 있다.
그리고, 전지들은 격자 배열로 배치한 상태로 컨베이어(400)로 이동하게 하고, 셀 정렬기(100)이 폭 방향으로 나열된 전지들을 모두 정렬한 이후, 다음열의 전지들이 셀 정렬기(100)의 하부에 위치시는 동작을 반복한다. 즉, 상기 셀 정렬기(100)는 상하 이동 및 폭방향 이동이 가능하게 장착된다.
하지만, 전지들을 컨베이어(400)에 올려놓을 시에 전해액 주입구(13)의 위치를 정렬한다면, 상기 셀 정렬기(100)는 생략하고 본 발명을 구성하여도 된다.
상기 강구 안착기(200)도 상기 도 1에는 도시하지 아니하였지만 상하 및 폭방향으로 이동할 수 있게 장착되고 강구(20)를 안착할 전지(10)의 폭방향 열이 하부에 놓이면 하강하여 전지(10)마다 하나의 강구(20)를 놓으면서 폭방향으로 이동하며, 이에 따라, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 각각의 전지(10)의 전해액 주입구(13)에 강구(20)가 안착된다. 즉, 강구(30)는 구(毬)의 형태로 형성하고, 전해액 주입구(13)는 원형으로 형성하되, 강구(20)의 직경을 전해액 주입구(13)의 직경보다 크게 하여서, 강구(20)는 전해액 주입구(13)를 막듯이 올려지게 안착된다. 통상 강구는 알루미늄 재질의 볼을 사용한다.
종래에는 상기 셀 정렬기(100) 및 강구 안착기(200)를 거쳐 도 2 상태로 된 전지(10)를 강구(20)를 캡 플레이트(12)에 용접하는 방식, 강구(20)를 전해액 주입구(13)에 압입하여 끼워지게 하는 방식, 또는 압입한 후 용접하는 방식을 사용하여 밀폐하였다.
하지만, 캡 플레이트(12)의 전해액 주입구(13)를 통해 전해액을 주입하므로, 전해액 주입구(13)에 전해액이 묻어 있어 강구(20)를 용접하더라도 용접 불량이 발생할 수 있으며, 특히, 강구를 압입한 후 용접하게 되면 압입하는 과정에 캡 플레이트(12)가 눌려 전해액의 누액이 발생하므로, 용접 불량이 더욱 심해진다.
또한, 전해액 주입구의 테두리(전해액 주입구의 내주면 중에 상부 입구 둘레)에 접촉되는 강구의 둘레를 따라 용접하여야 하므로, 정확한 용접 지점을 맞추기도 어려워 용접 과정에서 용접 불량이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 전지 전해액 주입구 밀폐장치의 강구 용접기(300)는 전해액 주입구(13)에 안착한 강구(20)를 미리 설정된 각도만큼 회전시켜서 강구와 전해액 주입구 테두리 사이의 접촉지점에 잔류하던 전해액을 밀어내며, 이에 따라 강구와 전해액 주입구 테두리가 직접 접촉하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 강구 용접기(300)는 강구(20)의 둘레를 전해액 주입구(13)의 테두리에 용접하되, 강구와 캡 플레이트(12) 사이에 전압을 인가하여 금속 아크 용접함으로써, 강구(20)의 둘레를 따라가며 용접하지 아니하여도 정확하게 용접한다.
이하, 도 1과 도 3 내지 도 7을 참조하여 상기 강구 용접기(300)를 설명한다.
상기 강구 용접기(300)는 (+)극 단자(350)를 하부에 고정한 샤프트(341)의 하부 단부를 강구(20)에 접촉시킴과 동시에 (-)극 단자(370)를 캡 플레이트(12)에 접촉시킨 후, 샤프트(341)를 회전시켜 강구(20)를 회전시키고, 이후 전선(351, 371)을 통해 (+)극 단자(350)와 (-)극 단자(370) 사이에 전압을 인가하여서 캡 플레이트(12)의 전해액 주입구(13)에 안착한 강구(20)를 캡 플레이트(12)에 금속 아크 용접하게 구성된다.
그리고, 상기 강구 용접기(300)는 폭 방향(컨베이어의 이송 방향에 대해 수직인 방향)으로 나열되어 컨베이어(400)에 이송되는 복수의 전지(10)에 각각 용접 공정을 수행하기 위해서, (+)극 단자(350)를 하부에 고정한 샤프트(341)와 (-)극 단자(370)를 고정 설치하는 쉴드블록(360)의 위치를 승강하고 폭 방향으로 이동할 수 있게 구성된다.
이를 위해서, 상기 강구 용접기(300)는 폭방향으로 형성한 수평 레일(302)을 컨베이어(400)의 상부에 배치되게 구비하는 지지 프레임(301), 상하로 형성한 수직 레일(311)을 구비하고 수평 레일(302)을 따라 폭방향으로 이동하게 장착되는 슬라이딩 블록(310), 슬라이딩 블록(310)의 폭방향 위치를 조절하는 폭방향 이동수단(미도시), 수직으로 세운 로드(321)를 연직방향으로 밀거나 당겨서 로드(321)의 하단에 고정하는 상하이동 블록(330)을 상하 이동시키도록 슬라이딩 블록(310)에 설치되는 실린더(320), 상기 샤프트(341)를 회전시키는 액추에이터(340), 및 액추에이터(340)와 쉴드블록(360)의 설치구조를 갖추고 샤프트(341)를 회전 가능하게 지지하는 상하이동 블록(330)을 구비한다.
즉, (+)극 단자(350)를 하부에 고정한 샤프트(341)와 (-)극 단자(370)를 고정 설치하는 쉴드블록(360)의 위치는, 상기 실린더(320)의 구동에 의해 상하로 변경되고, 상기 폭방향 이동수단(미도시)에 의해 폭방향으로 변경된다. 여기서, 상기 폭방향 이동수단(미도시)는 예를 들어 폭방향의 양단에 설치하는 롤러와, 양단의 롤러에 걸쳐지게 설치하고 일측을 슬라이딩 블록(310)에 고정하는 벨트와, 일단의 롤러를 정역회전시키는 정역 모터로 구성하여서, 정역 모터의 회전에 의해 슬라이딩 블록(310)의 폭방향 위치를 바꿀 수 있으며, 이러한 폭방향 이동수단(미도시)은 발명이 속한 기술분야에 여러가지 종류의 구동수단들 중에 어느 하나를 채용하여 구성할 수 있으므로, 도면에 생략하였다.
상기 상하이동 블록(330)은 상단에서 수평방향으로 연장한 마운트 브라켓(331), 하단에서 수평방향으로 연장한 하부 서포트 브라켓(333) 및 마운트 브라켓(331)과 하부 서포트 브라켓(333)의 사이에 수평방향으로 연장한 중간 서포트 브라켓(332)을 구비한다., 마운트 브라켓(331)의 상면에는 샤프트(341)를 회전시킬 액추에이터를 설치하고, 수직으로 세운 샤프트(341)를 관통할 구멍을 마운트 브라켓(331), 중간 서포트 브라켓(332) 및 하부 서포트 브라켓(333)에 각각 조성한다. 여기서, 마운트 브라켓(331)의 구멍은 샤프트(341)의 외경보다 크게 하고, 중간 서포트 브라켓(332) 및 하부 서포트 브라켓(333)의 구멍에는 베어링을 설치하여서, 샤프트(341)를 회전 가능하게 지지한다.
상기 샤프트(341)는 수직으로 세워져 상기 마운트 브라켓(331), 중간 서포트 브라켓(332) 및 하부 서포트 브라켓(333)를 각각 관통하고 하부 서포트 브라켓(333)의 하부로 길게 연장되게 구성되고 설치되며, 상기 액추에이터(340)에 의해 정역 회전한다.
또한, 상기 샤프트(341)의 하부는 상부와 전기적으로 절연되는 팁(342)으로 구성된다. 즉, 상기 팁(342)은 전기 전도성 재질인 전도체(電導體)로 구성되는 봉 형상으로 형성되어 수직방향으로 설치되되, 샤프트(341)의 상부와 전기적으로 절연되게 설치된다. 그리고, 상기 팁(342)에는 팁(342)을 통해 강구(20)에 전기를 공급하기 위한 (+)극 단자(350)가 고정되어서, 상기 팁(342)의 하단을 강구(20)에 접촉하면, (+)극 단자(350)와 강구(20)가 상호 전기적으로 연결된다.
여기서, 팁(342)의 하단은 강구(20)에 접촉된 후 샤프트(341)의 회전력을 강구(20)에 전달하여 강구(20)를 회전시키므로, 팁(342)의 하단을 평면으로 하여 강구(20)와 점접촉시키면 강구(20)를 회전시키지 못하고 헛돌 수 있다. 이와 같은 팁(342)의 헛도는 현상을 방지하기 위해서, 본 발명의 실시예에서는 상기 팁(342)을 중공(343)의 관으로 구성하여서, 하부 개구의 테두리에 강구(20)를 선접촉(원형의 선접촉)시킨다. 다른 실시예로서, 팁(342)과의 접촉면적을 넓게 하기 위해서 강구(20)의 곡면 형상을 갖는 요홈을 팁(342)의 저면에 형성하여 강구(20)와 면접촉되게 하는 것도 좋다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 강구(20)는 구(毬) 형상의 볼을 사용하였으나, 원형 구멍으로 형성한 전해액 주입구(13)의 테두리를 따라가며 접촉될 수 있고 회전하더라도 접촉상태를 유지할 수 있으면 되므로, 상면의 최대 직경이 전해액 주입구(13)의 직경보다 큰 역원뿔 또는 역원뿔대 형상으로 형성한 것을 사용하여도 된다. 전해액 주입구(13)도 역원뿔 또는 역원뿔대의 사면 경사에 맞게 하부로 갈수록 직경이 작아지는 구멍으로 형성하여도 된다.
상기 (-)극 단자(370)는 압축 스프링(363)에 눌리는 힘을 받게 장착되어서, 캡 플레이트(12)에 접촉되어 가압하게 되면 압축 스프링(363)의 수축에 의한 신장하려는 힘을 받아 캡 플레이트(12)와의 접촉 상태, 즉, 전기적 연결상태가 양호하게 된다.
구체적으로, 상기 (-)극 단자(370)를 고정하는 상기 쉴드블록(360)은 전지(10)의 상면 테두리에 접촉되거나 아니면 전지(10)의 상부 측면에 접촉되는 셀 가이드블록(361)을 갖추고, 측면에 (-)극 단자(370)를 고정하여서 셀 가이드블록(361)이 전지(10)에 접촉할 시에 (-)극 단자(370)의 하단이 전지(10)의 캡 플레이트(12)의 상면에 접촉되게 하며, 상부에는 상기 상하이동 블록(330)의 하부 서포트 브라켓(333)과 평행을 이루는 판 형태의 텐션 브라켓(362)을 구비한다.
그리고, 하단을 텐션 브라켓(362)에 고장하고 상부를 서포트 브라켓(333)에 관통시킨 봉 형상의 가이드 샤프트(362)에 압축 스프링(363)을 외삽하여서, 텐션 브라켓(362)과 하부 서포트 브라켓(333)의 사이에 압축 스프링(363)을 개재하며, 이에 따라, 쉴드블록(360)은 서포트 브라켓(333)을 기준으로 상하 이동할 수 있되 상부로 이동할 시에 압축 스프링(363)을 수축시켜 압축 스프링(363)의 신장하려는 복원력을 받게 한다.
또한, 하부 서포트 브라켓(333)에서 가이드 샤프트(364)가 관통하는 구멍에는 리니어 부시(linear bush)를 설치하여서 가이드 샤프트(364)의 상하 이동을 원활하게 하면서 쉴드블록(360)이 기울어지지 아니하게 한다.
또한, 쉴드블록(360)의 상하 이동을 더욱 안정시키기 위해서, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 압축 스프링(363)을 외삽하여 설치하는 가이드 샤프트(364)를 샤프트(341)를 기준으로 양측에 하나씩 설치한다.
또한, 하부 서포트 브라켓(333)를 관통한 가이드 샤프트(364)의 상단에는 판 상의 스탑 플레이트(366)를 설치하여서, 하부 서포트 브라켓(333)를 기준으로 상하 이동하는 가이드 샤프트(364)의 상하 이동 범위, 즉, 쉴드블록(360)의 상하이동 범위를 제한한다. 구체적으로, 하부 서포트 브라켓(333)의 상면에 볼트(367)를 입설(예를 들어 볼트 머리를 하부 서포트 브라켓에 고정)하고 볼트(367)를 스탑 플레이트(366)에 관통시키며, 볼트(367)에 두개의 너트(368)를 나사체결하되, 스탑 플레이트(366)의 상하에 각각 하나씩의 너트(368)를 나사체결한다. 이에 따라, 높이 조절이 가능한 두개의 너트(368) 사이에서만 스탑 플레이트(366)가 있을 수 있다. 한편, 두개를 설치한 가이드 샤프트(364)의 각각의 상단을 하나의 스탑 플레이트(366)에 고정한다.
이와 같이 구성된 상기 쉴드블록(360)은 상기 너트(368)에 의해 상하 이동 범위가 제한된다. 이때, 상기 쉴드블록(360)의 최저 이동 한계, 즉, 압축 스프링(363)에 밀려 최대로 하강하는 높이는 상하이동 블록(330)을 하강시켜 팁(342)의 하단을 강구(20)에 접촉하기 이전에 쉴드블록(360)에 고정한 (-)극 단자(370)를 캡 플레이트(12)에 먼저 닿게 하는 높이로 조절한다. 이에 따라, 팁(342)의 하단을 강구(20)에 접촉시키는 과정에서 (-)극 단자(370)가 먼저 캡 플레이트(12)에 닿아 쉴드블록(360)이 압축 스프링(363)을 점차 수축시키고 이후에 팁(342)이 강구(20)에 닿게 되므로, 압축 스프링(363)의 저항력, 탄성 복원력에 의해서 (-)극 단자(370)와 캡 플레이트(12)의 접촉 상태가 양호해진다.
한편, 상기 쉴드블록(360)은 최저 이동 한계만 제한하게 구성하여도 되며, 이때에는 볼트(367)의 하단을 하부 서포트 브라켓(333)에 고정하지 아니하고 하부 서포트 브라켓(333)에 접촉되게 한다.
또한, 전지(10)에 접촉되는 셀 가이드블록(361)은 전지(10)의 움직임을 방지하기 위한 것이므로, (-)극 단자(370)가 캡 플레이트(12)에 닿는 시점에 전지(10)에 닿도록 형성한다. 다른 방식으로는, (-)극 단자(370)가 캡 플레이트(12)에 닿기 이전에 셀 가이드블록(361)을 전지의 테두리에 닿게 하되, 신축성 재질로 구성하거나, 아니면, 셀 가이드블록(361)의 전지(10)의 측면에 접촉되게 한다.
상기한 바와 같이 구성되는 강구 용접기(300)는 도 2 및 도 3에 도시한 상태로 폭방향으로 나열된 전지(10)들을 다음과 같이 용접공정을 수행하여 전해액 주입구(13)를 폐구한다.
실린더(320)를 구동하여 상하이동 블록(330)을 하강시켜서 샤프트(341)의 하부 구조인 팁(342)의 하단을 강구(20)에 접촉시킨다. 팁(342)이 강구(20)에 접촉되기 이전에, (-)극 단자(370)가 캡 플레이트(12)에 먼저 닿으므로 상하이동 블록(330)의 하강에 따라 압축 스프링(363)을 수축시켜서, 압축 스프링(363)의 복원력에 의한 눌리는 힘을 받는다. 그리고, 셀 가이드블록(361)이 전지의 테두리 측에 접촉되어 전지를 움직이지 아니하게 한다.
한편, 상하이동 블록(330)의 하강 높이는 팁(342)이 헛회전하지 아니하고 강구(20)를 회전시킬 정도로 팁(342)으로 강구(20)를 가압하는 높이이면 된다. 이때의 가압력은 캡 플레이트(12)가 휘어질 정도로 하지 아니하는 것이 좋다.
이와 같이, (+)극 단자(350)를 고정한 팁(342)을 강구(20)에 접촉시키고, (-)극 단자(370)를 캡 플레이트(12)에 접촉시킨 상태에서, 실린더(320)의 구동을 멈춰 상하이동 블록(330)의 하강을 멈추고, 액추에이터(340)를 구동하여 샤프트(341)를 미리 설정된 각도만큼 회전시킨다. 이에 따라, 샤프트(341)의 하부구조인 팁(342)에 접촉된 강구(20)도 샤프트(341)의 회전에 따라 회전하여서, 강구(20)와 전해액 주입구(13) 테두리 사이에 묻어 있던 전해액이 캡 플레이트(12)의 상면으로 밀려나게 된다.
이때, 상기 액추에이터(340)는 정역 회전할 수 있게 구성되어서, 상기 미리 설정된 각도만큼 샤프트(341)를 회전시킨 이후, 상기 미리 설정된 각도만큼 역회전시키는 것이 좋다. 이는 다음 회전운동을 위해 역회전하여 원위치하는 의미도 있지만, 강구(20)를 한번 더 회전시켜 전해액을 확실하게 밀어내기 위함이기도 한다.
다음으로, (+)극 단자(350)와 (-)극 단자(370)에 전압을 인가하여 강구(20)와 전해액 주입구(12) 테두리 사이에 아크를 발생시킴으로써, 강구(20)를 캡 플레이트(12)에 금속 아크 용접한다. 이때, 강구(20)는 전해액 주입구(12) 테두리와의 접촉상태가 양호하게 되어 있어서, 강구(20) 둘레를 따라 균일하게 아크 용접되므로, 전해액 주입구(12)를 폐구하게 된다. 물론, 캡 플레이트(12)는 전도체이며, 통상적으로 알루니늄 재질의 판으로 제작되고, 강구(20)도 캡 플레이트(12)와 동일 재질로 제작하여 사용하는 것이 좋다. 여기서, 금속 아크 용접은 강구(20)를 전극으로 하여 아크에 의해 녹여 용접하는 것이다.
이와 같이 용접하고 나면, 실린더(320)를 구동시켜 상하이동 블록(330)을 상승시킨 후, 슬라이딩 블록(310)을 수평 레일(302)을 따라 이동시켜서 폭 방향의 다른 전지(10)의 위치로 이동시킨다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10 : 전지 11 : 캔 12 : 캡 플레이트
13 : 전해액 주입구 14 : 전극조립체 15 : 전극단자
20 : 강구
100 : 셀 정렬기
200 : 강구 안착기
300 : 강구 용접기
301 : 지지 프레임 302 : 수평 레일
310 : 슬라이딩 블록 311 : 수직 레일
320 : 실린더
330 : 상하이동 블록 331 : 마운트 브라켓
332 : 중간 서포트 브라켓 333 : 하부 서포트 브라켓
340 : 액추에이터 341 : 샤프트 342 : 팁
350 : (+)극 단자
360 : 쉴드블록 361 : 셀 가이드블록
362 : 텐션 브라켓 363 : 압축 스프링
364 : 가이드 샤프트 365 : 리니어 부시
366 : 스탑 플레이트 367 : 볼트 368 : 너트
370 : (-)극 단자
400 : 컨베이어

Claims (6)

  1. 상부의 개구를 통해 내부에 전극조립체를 넣고 전해액 주입구(13)를 구비한 캡 플레이트(12)로 상부의 개구를 막은 후 전해액 주입구(13)를 통해 전해액을 주입한 전지(10)의 전해액 주입구(13)를 폐구하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치에 있어서,
    전해액 주입구(13)에 금속재의 강구(20)를 안착하는 강구 안착기(200); 및
    전해액 주입구(13)의 테두리에 접촉되는 강구(20)의 둘레를 용접하는 강구 용접기(300);를 포함하여 구성되되,
    상기 강구 용접기(300)는 수직으로 세운 회전 가능한 샤프트(341) 및 샤프트(341)를 회전시키는 액추에이터(340)를 구비하여, 강구(20)를 액추에이터(340)의 샤프트(341)에 접촉시켜 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 후 강구(20)를 용접함을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강구 용접기(300)는 강구(20)를 샤프트(341)로 상기 미리 설정된 각도만큼 회전시킨 후 상기 미리 설정된 각도만큼 역회전시키고 강구(20)를 용접함을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    강구(20)에 접촉되는 상기 샤프트(341)의 하부는 상기 샤프트(341)의 상부와 전기적으로 절연되는 전도체(電導體)로 구성되고, 전기 공급을 위한 (+)극 단자(350)가 고정되며,
    캡 플레이트(12)에 접촉하는 (-)극 단자(370)를 구비하여서, (+)극 단자(350)와 (-)극 단자(370)에 전원을 연결하여 강구(20)를 금속 아크 용접함을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (-)극 단자(370)는 압축 스프링(363)에 눌리는 힘을 받으며 캡 플레이트(12)에 접촉됨을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 전해액 주입구는 원형 구멍이고, 상기 강구는 구(毬) 형상임을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    (+)극 단자를 고정한 수직으로 세운 샤프트(341) 및 샤프트(341)를 회전시키는 액추에이터(340)를 장착하고 상하로 이동하게 구성한 상하이동 블록(330)과, 상하이동 블록(330)을 기준으로 상하 이동가능하도록 상하이동 블록(330)의 하부에 장착되어 상기 (-)극 단자(370)를 고정하게 마련한 쉴드블록(360)을 구비하고,
    상기 압축 스프링(363)은 상하이동 블록(330)과 쉴드블록(360)의 사이에 개재되어 상하이동 블록(330)을 하부로 누르는 탄성력을 갖게 하되, 상하이동 블록(330)을 기준으로 쉴드블록(360)의 하부방향 이동 범위를 조절하여, 상하이동 블록(330)의 하강시에, 샤프트(341)의 하단이 강구(20)에 닿기 이전에 쉴드블록(360)에 고정한 (-)극 단자(370)가 캡 플레이트(12)에 닿아서 상기 압축 스프링(363)을 수축시킴을 특징으로 하는 전지 전해액 주입구 밀폐장치.
KR20130152957A 2013-12-10 2013-12-10 전지 전해액 주입구 밀폐장치 KR101503427B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130152957A KR101503427B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 전지 전해액 주입구 밀폐장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130152957A KR101503427B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 전지 전해액 주입구 밀폐장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101503427B1 true KR101503427B1 (ko) 2015-03-17

Family

ID=53027837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130152957A KR101503427B1 (ko) 2013-12-10 2013-12-10 전지 전해액 주입구 밀폐장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101503427B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170028730A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 엘지화학 전해액 함침 장치 및 시스템
CN110379995A (zh) * 2019-08-13 2019-10-25 张家港市鹏创自动化设备有限公司 电瓶孔盖帽装置及使用方法
KR20210031012A (ko) * 2019-09-10 2021-03-19 주식회사 한국파워셀 모듈 단위 배터리팩 시스템
CN113857670A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 广东利元亨智能装备股份有限公司 密封钉焊接设备和方法
CN115084801A (zh) * 2022-08-03 2022-09-20 宁波市镇海锂安电子有限公司 一种锂电池注液打胶塞装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208133A (ja) 1999-01-19 2000-07-28 Toshiba Electronic Engineering Corp 密閉電池の注液口封止方法と装置
JP2001155715A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池の封口方法
JP2003197179A (ja) 2001-12-26 2003-07-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二次電池の密閉方法、製造方法、及び電解液注入口
KR20120036388A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 주식회사 엘지화학 전해액 주입구의 밀봉성이 우수한 각형 전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000208133A (ja) 1999-01-19 2000-07-28 Toshiba Electronic Engineering Corp 密閉電池の注液口封止方法と装置
JP2001155715A (ja) 1999-11-29 2001-06-08 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池の封口方法
JP2003197179A (ja) 2001-12-26 2003-07-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二次電池の密閉方法、製造方法、及び電解液注入口
KR20120036388A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 주식회사 엘지화학 전해액 주입구의 밀봉성이 우수한 각형 전지

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170028730A (ko) * 2015-09-04 2017-03-14 주식회사 엘지화학 전해액 함침 장치 및 시스템
KR102023721B1 (ko) * 2015-09-04 2019-09-20 주식회사 엘지화학 전해액 함침 장치 및 시스템
CN110379995A (zh) * 2019-08-13 2019-10-25 张家港市鹏创自动化设备有限公司 电瓶孔盖帽装置及使用方法
KR20210031012A (ko) * 2019-09-10 2021-03-19 주식회사 한국파워셀 모듈 단위 배터리팩 시스템
KR102251852B1 (ko) * 2019-09-10 2021-05-14 주식회사 한국파워셀 모듈 단위 배터리팩 시스템
CN113857670A (zh) * 2021-10-28 2021-12-31 广东利元亨智能装备股份有限公司 密封钉焊接设备和方法
CN113857670B (zh) * 2021-10-28 2024-02-13 广东利元亨智能装备股份有限公司 密封钉焊接设备和方法
CN115084801A (zh) * 2022-08-03 2022-09-20 宁波市镇海锂安电子有限公司 一种锂电池注液打胶塞装置
CN115084801B (zh) * 2022-08-03 2024-04-26 宁波市镇海锂安电子有限公司 一种锂电池注液打胶塞装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101503427B1 (ko) 전지 전해액 주입구 밀폐장치
KR101345340B1 (ko) 상하 높이 및 수평 편차 조절 장치
CN203062074U (zh) 一种风扇网罩全自动焊接装置
CN101602147B (zh) 工装装置
US20130153549A1 (en) Apparatus and method for manufacturing a swing-ring plate
CN204954259U (zh) 一种焊接翻转机导电装置及焊接翻转机
KR101242096B1 (ko) 전지용 충방전 지그
CN112751092A (zh) 一种全自动蓄电池加o型圈装置
CN209303243U (zh) 电学性能检测装置
CN207223174U (zh) 一种汽车后桥螺母凸焊自动化专机
CN114871549A (zh) 一种壳体与接线端子、保护盒焊接设备
CN212350850U (zh) 一种锂电池焊接设备
CN106583902B (zh) 一种凸焊螺母加压臂装置
CN212552231U (zh) 电池连接件的电焊装置
CN209949055U (zh) 一种电池片四边定位机构
JPH11226748A (ja) 集電板溶接装置
CN212552229U (zh) 一种焊接装置及其滚焊机
KR101763723B1 (ko) 초음파 용접장치
CN212495882U (zh) 封帽机上下工作台平行度及同轴度校正工装
KR101778665B1 (ko) 다양한 두께를 갖는 전지셀들의 두께 검사 장치
CN107671166A (zh) 一种电池壳生生产用原料切片机构
CN209741297U (zh) 一种用于电镀槽的阴极导电结构
CN210413300U (zh) 一种h型钢预拼装机的腹板对中装置
CN114367775A (zh) 圆柱锂离子电池点底虚焊补焊装置
CN219957807U (zh) 电池上柜测试辅助装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180221

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190218

Year of fee payment: 5