KR101528004B1 - 이차전지용 절연부재 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지용 절연부재 공급 장치를 제공한다. 상기 이차전지용 절연부재 공급 장치는 다수의 홀이 형성된 복수개의 절연부재; 상기 복수개의 절연부재의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재를 꿰는 리니어 부재; 및 상기 와이어에 꿴 복수개의 절연부재의 이동을 가이드하는 가이드 경로를 형성하는 가이드 부재;를 포함한다. 본 발명에 따라 이차전지의 제조시 절연부재들에 형성된 홀들 중 동일한 홀을 통해 절연부재들을 꿰는 리니어 부재를 이용함으로써 절연부재가 과선별되지 않도록 하는 효과가 있다.

Description

이차전지용 절연부재 공급 장치{Apparatus for supplying top insulator for secondary battery}
본 발명은 이차전지용 절연부재 공급 장치에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능하고 가벼우면서도 에너지 밀도 및 출력 밀도가 높은 리튬이차전지가 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 기존 내연 기관 자동차의 대기오염 및 온실가스 문제를 해결하기 위한 대체방안으로 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 배터리 전기자동차(BEV), 전기자동차(EV) 등이 제시되고 있는데, 리튬이차전지는 이러한 내연기관 대체 자동차의 동력원으로서도 주목받고 있다.
리튬이차전지는 전해액의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고분자 전해질을 사용하는 리튬폴리머전지로 분류되며, 전극조립체가 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다.
통상적으로, 각형 이차전지에 채용되는 전극조립체는 양극판, 분리막, 음극판을 적층하고 이를 권취한 젤리-롤 형태를 가진다.
여기서, 양극판은 양극 집전체에 양극 활물질이 코팅된 양극 코팅부와, 코팅되지 않은 양극 무지부로 이루어져 있으며, 음극판의 경우도 마찬가지로, 음극 집전체에 음극 활물질이 도포된 음극 코팅부와, 코팅되지 않은 음극 무지부로 이루어져 있다. 상기 양극 무지부 및 음극 무지부에는 각각 전극탭이 설치된다. 상기 양극판과 음극판 사이에는 다공성 분리막이 개재되는데, 상기 분리막은 양극판과 음극판 사이를 상호 절연하는 한편, 극판들간에 활물질 이온이 교환될 수 있게 함으로써 전기화학 반응을 일으킨다.
도 1은 종래 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
종래 이차 전지는 대략 각형의 케이스(40), 상기 케이스(40)에 수납되는 대략 젤리롤 형태의 전극 조립체(20), 상기 케이스(40)에 수납되고, 상기 전극 조립체(20)의 위에 위치되는 절연부재(30) 및 상기 각형의 케이스(40)를 막는 캡 조립체(10)를 포함한다.
상기 케이스(40)는 상기 전극 조립체(120)가 삽입되도록 상부에 개구가 형성되어 있다.
여기에서, 케이스(40)의 외형이 상기 전극 조립체(20)의 외형과 유사하므로, 상기 케이스(40)와 전극 조립체(20) 사이의 빈틈이 거의 없게 된다. 따라서, 매우 컴팩트한 이차 전지가 얻어진다.
상기 전극 조립체(20)는 제1전극판, 세퍼레이터 및 제2전극판이 적층된 채 대략 젤리롤 형태로 다수회 권취되어 있다.
전술한 바와 같이 이차 전지는 복수개의 부재를 조립하여 제조된다. 그에 따라, 이차 전지를 제조하기 위해서는 각각의 부재가 선별되어 제공된다.
도 2는 종래 이차전지용 절연부재의 공급 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 절연부재(30)은 이송 라인을 따라 일정 방향으로 이동하면서 불량이 선별된다. 절연부재(30)의 선별 과정을 설명하면, 먼저 절연부재(30)는 진동판(120) 상에서 이송 라인을 따라 이동한다. 진동판(120)은 예컨대, 진동모터를 통해 진동한다. 절연부재(30)은 진동판(120)의 진동에 의해 이동 방향으로 나아간다. 절연부재(30)의 이동시, 측면 지지 부재(130)은 절연부재(30)의 측면에서 절연부재(30)의 측면을 지지한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 절연부재(30)는 진동판(120) 상에서 이동할 때, 절연부재(30)의 폭보다 작은 폭을 갖는 진동판(120)의 개구부를 통과하게 된다. 상부 지지 부재(150)는 절연부재(30)가 진동판(120)의 개구부 상을 통과할 때, 절연부재(30)가 무게중심 편향에 따른 낙하를 방지한다.
만약 절연부재(30)는 그 형태가 약간이라도 변형되었을 때 절연부재(30)의 좌/우 높이 편차 및 무게 중심에 의해 변화가 생기기 때문에, 절연부재(30)는 진동판(120)의 개구부를 통과할 때, 불량이 선별된다.
그러나, 절연부재(30)가 불량이 아니더라도 약간의 변형이 있을 수 있는데, 상기 절연부재 공급장치에서는 상기 불량이 아닌 절연부재(30)를 선별하기 때문에, 과선별이 발생하였다. 그에 따라, 종래의 절연부재 공급장치는 절연부재(30)가 원활히 공급되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 이차전지의 모델마다 절연부재(30)의 크기가 서로 다르고 그에 따라, 그 무게중심이 서로 다르게 된다. 따라서, 종래 절연부재 공급장치에서는 절연부재의 종류가 변경되거나 약간의 변형만 생겨도 절연부재 공급장치를 다시 만들거나 최적화해야 하는 문제점이 있었다.
한국공개특허 10-2004-0042375
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 절연부재의 공급이 원활한 이차전지용 절연부재 공급장치를 제조할 수 있도록 하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 절연부재를 공급하는 장치는 다수의 홀이 형성된 복수개의 절연부재; 기 복수개의 절연부재의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재를 꿰는 리니어 부재; 및 기 와이어에 꿴 복수개의 절연부재의 이동을 가이드하는 가이드 경로를 형성하는 가이드 부재; 포함한다.
상기 가이드 부재는 상기 절연부재의 단부를 감싸도록 C 형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 절연부재 공급장치는 상기 절연부재의 양 단부를 감싸도록 2개의 가이드 부재를 포함할 수 있다.
상기 가이드 부재는 상기 복수개의 절연부재가 통과할 수 있는 가이드 홀을 가지는 몸체를 포함할 수 있다.
상기 절연부재 공급 장치는 상기 와이어를 고정하는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 리니어 부재는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 리니어 부재는 상기 복수개의 절연부재의 이동 방향을 따라 하방으로 경사질 수 있다.
상기 리니어 부재는 2개 이상일 수 있다.
상기 리니어 부재는 복수개의 단위 리니어 부재를 연결한 것일 수 있다.
상기 복수개의 단위 리니어 부재 각각은 나사산이 형성된 일단 및 나사홈이 형성된 타단을 가질 수 있다.
종래에는 이차전지용 절연부재의 공급을 위해 절연부재를 선별할 때에 절연부재를 과선별하여 절연부재의 공급이 원활하지 않았던 문제점이 있었다.
본 발명에 따르면, 이차전지의 제조시 절연부재들에 형성된 홀들 중 동일한 홀을 통해 절연부재들을 꿰는 리니어 부재를 이용함으로써 절연부재가 과선별되지 않도록 하는 효과가 있다. 그에 따라, 이차전지용 절연부재의 공급이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 1은 종래 이차 전지를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 종래 이차전지용 절연부재의 공급 장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 절연부재 공급장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 절연부재 공급장치의 가이드 부재를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 절연부재 공급장치의 일부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 절연부재를 공급하는 장치는 다수의 홀이 형성된 복수개의 절연부재(30) 및 상기 복수개의 절연부재(30)의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재(30)를 꿰는 리니어 부재(212,214)를 포함한다.
상기 각 절연부재(30)는 평판부(31)와 측벽부(32)를 포함한다. 상기 측벽부(32)는 상기 평판부(31)의 둘레를 따라 상부로 일정 길이 연장되어 있다. 상기 평판부(31)에는 전극조립체에 연결된 전극 탭이 상부 방향으로 통과할 수도 있도록 제1홀(33)이 형성되어 있고, 또한 상기 제1홀(133)로부터 이격되어 전해액이 용이하게 주입되도록 적어도 하나의 제2홀(34)이 형성되어 있다.
또한, 평판부(31)에는 상기 제1홀(33) 및 제2홀(34) 외에도 다른 홀들이 존재한다. 이러한 다른 홀들은 캔(도시생략)에 전극조립체를 삽입한 후 전해액을 주입할 때, 전해액을 캔에 더 수용하기 위해 형성될 수 있다.
상기 측벽부(32)에는 전자탭 통과 영역(36)이 형성될 수 있다. 도 3에 도시되지 않았지만, 전자탭 통과 영역(36)에 대응하여, 평판부(31)의 측면에 홈이 형성될 수 있다.
상기 절연부재(30)의 평판부(31)는 전극조립체의 상부면에 안착된다.
상기 측벽부(32)는 평판부(31)와 이어져 일체형으로 형성된다. 이 경우, 측벽부(32)는 평판부(31)의 넓은 일 면의 상부로 돌출되어 형성되고, 평판부(31)의 가장자리 둘레에 위치한다. 상기 측벽부(32)는 절연부재(30)가 캔에 조립된 경우, 캔의 내면에 대향하여 위치한다. 즉, 절연부재(30)는 캔에 압입(press-fit)되는 구조를 갖는다.
이러한 절연부재(30)들을 원활히 공급하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연부재 공급장치는 복수개의 절연부재의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재를 꿰는 리니어 부재(212,214)를 포함한다.
절연부재들 중 불량이 선별된 후, 사용가능한 절연부재들(30)이 리니어 부재(212,214)에 의해 꿰어진다. 이 경우, 리니어 부재(212,214)는 절연부재들(30)의 동일한 홀을 통과하여 꿴다. 도 3에서는 2개의 리니어 부재가 사용되는 것으로 도시되어 있지만, 하나의 리니어 부재가 이용될 수 있다.
리니어 부재(212,214)는 고정 부재(도시 생략)에 의해 고정될 수 있으며, 금속으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 절연부재들은 불량이 선별된 후 리니어 부재(212,214)에 꿰어지지만, 불량 절연부재가 사용가능한 절연부재들 사이에 섞여 리니어 부재(212,214)에 꿰어질 수 있다. 이 경우, 불량 절연부재를 리니어 부재(212,214)로부터 빼내야 한다.
이를 위해, 리니어 부재(212,214)는 복수개의 단위 리니어 부재들이 연결되어 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수개의 단위 리니어 부재는 각각 나사산이 형성된 일단 및 나사홈이 형성된 타단을 가질 수 있다. 이러한 단위 리니어 부재가 조립되어 하나의 선형 리니어 부재(212,214)가 형성된다. 이 경우, 리니어 부재(212,214)의 해당 부분을 해체하여 불량 절연부재를 리니어 부재(212,214)로부터 제거할 수 있다.
또한, 리니어 부재(212,214)는 꿰어진 복수개의 절연부재(30)가 이차전지 제조 공정 라인에서 쉽게 이동할 수 있도록 복수개의 절연부재(30)의 이동 방향을 따라 하방으로 경사져 있을 수 있다. 즉, 리니어 부재(212,214)에 의해 꿰어진 절연부재는 제조 공정을 위해 이동할 때, 리니어 부재(212,214)가 목표 지점을 향해 아래로 경사져 있으므로, 관성에 따라 용이하게 목표 지점으로 이동된다.
한편, 복수개의 절연부재(30)가 리니어 부재(212,214)에 의해 꿰어진 경우, 복수개의 절연부재(30)는 외부 요인에 의해 또는 자체의 움직임에 의해 쉽게 흔들릴 수 있다. 이에 따라, 리니어 부재(212,214)가 절연부재들(30)과 엉키거나 하여 절연부재들(30)의 이동이 용이하지 않을 수 있다.
그러므로, 이차 전지용 절연부재를 공급하는 장치는 절연부재(30)들의 이동을 가이드하는 가이드 경로를 형성하는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 절연부재 공급장치의 가이드 부재를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가이드 부재(220)는 리니어 부재(212,214)에 꿰인 복수개의 절연부재(30)의 이동을 가이드하도록 복수개의 절연부재(30)가 통과할 수 있는 가이드 경로를 형성한다.
도 4에 도시된 실시예에서, 2개의 가이드 부재(220)를 이용하여 가이드 경로가 형성된다. 이 경우, 각 가이드 부재(220)는 절연부재(30)의 단부를 감싸도록 C 형상의 단면을 갖는다. 그에 따라, 2개의 가이드 부재(220)는 리니어 부재(212,214)에 꿰어진 복수개의 절연부재(30)의 양 단부측에서 상기 절연부재(20)를 감싸며 그에 따라, 가이드 경로가 형성된다. 절연부재들(30)은 가이드 경로를 따라 이동하게 된다. 이러한 가이드 부재는 절연부재(30)의 이동 경로에 걸쳐 전체적으로 형성될 수도 있고 부분적으로 형성될 수도 있다.
또한, 가이드 부재(220)는 가이드 경로를 형성하도록 미리 결정된 길이를 갖는다. 미리 결정된 길이는 이차전지 제조 공정 라인의 설계에 따라 다르게 결정될 수 있다. 그에 따라, 절연부재(30)는 가이드 부재(220)에 의해 형성된 가이드 경로를 따라 이동하게 된다. 절연부재(30)는 가이드 경로 상에서 가이드 부재(220)에 의해 흔들리거나 뒤집히지 않게 된다. 또한, 절연부재(30)는 리니어 부재(212,214)와 엉키지 않게 된다.
선택적으로, 가이드 부재(220)는 상기 복수개의 절연부재가 통과할 수 있는 가이드 홀을 가지는 몸체를 포함할 수 있다. 이 경우, 가이드 부재(220)는 절연부재(30)의 둘레를 전체적으로 감싸게 된다.
한편, 가이드 부재(220)는 이차전지 제조 공정 라인의 설계에 따라 복수개 사용될 수 있다. 이 경우, 가이드 부재(220)는 이차전지 제조 공정 라인에 적합하도록 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 가이드 부재(220)는 I형, L형, C 형 등의 몸체를 가질 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 이차전지의 제조시 절연부재들에 형성된 홀들 중 동일한 홀을 통해 절연부재들을 꿰는 리니어 부재를 이용함으로써 절연부재가 과선별되지 않도록 하는 효과가 있다. 그에 따라, 이차전지용 절연부재의 공급이 안정적으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
30: 절연부재
212, 214: 리니어 부재
220: 가이드 부재

Claims (10)

  1. 이차 전지용 절연부재를 공급하는 장치에 있어서,
    다수의 홀이 형성된 복수개의 절연부재;
    상기 복수개의 절연부재의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재를 꿰는 리니어 부재; 및
    상기 리니어 부재에 꿴 복수개의 절연부재의 이동을 가이드하는 가이드 경로를 형성하는 가이드 부재;를 포함하며,
    상기 가이드 부재는 상기 복수개의 절연부재가 통과할 수 있는 가이드 홀을 가지는 몸체를 포함하는 절연부재 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 부재는 상기 절연부재의 단부를 감싸도록 C 형상의 단면을 갖는 절연부재 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 절연부재 공급장치는 상기 절연부재의 양 단부를 감싸도록 2개의 가이드 부재를 포함하는 절연부재 공급 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 리니어 부재를 고정하는 고정 부재를 더 포함하는 절연부재 공급 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 리니어 부재는 금속으로 이루어진 절연부재 공급 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 리니어 부재는 상기 복수개의 절연부재의 이동 방향을 따라 하방으로 경사진 절연부재 공급 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 리니어 부재는 2개 이상인 절연부재 공급 장치.
  9. 이차 전지용 절연부재를 공급하는 장치에 있어서,
    다수의 홀이 형성된 복수개의 절연부재; 및
    상기 복수개의 절연부재의 동일한 홀을 통해 상기 복수개의 절연부재를 꿰는 리니어 부재를 포함하며,
    상기 리니어 부재는 복수개의 단위 리니어 부재를 연결한 것인 절연부재 공급 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수개의 단위 리니어 부재 각각은 나사산이 형성된 일단 및 나사홈이 형성된 타단을 갖는 절연부재 공급 장치.
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