KR101664944B1 - 가압 트레이 - Google Patents

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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 감압 과정이 보다 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 가압 트레이를 개시한다.
본 발명에 따른 가압 트레이는, 내부 공간에 배치된 복수의 배터리 셀을 수용하는 트레이 프레임; 서로 인접한 배터리 셀 사이에 이동 가능하게 배치되어, 수평 방향으로 이동함으로써 상기 배터리 셀을 가압할 수 있는 복수의 가압 블록; 및 상기 복수의 가압 블록 중 인접 배치된 가압 블록 사이를 상호 연결하고, 감압이 완료되면 상기 인접 배치된 가압 블록 사이의 간격이 소정 간격을 갖도록 하는 연결 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가압 트레이{Pressing tray}
본 발명은 가압 트레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반복 사용이 용이한 가압 트레이에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차 전지에 사용되는 양극 활물질으로는 리튬계 산화물, 음극 활물질으로는 탄소재를 사용하고 있다. 이러한 활물질을 이용하여 양극 활물질이 형성된 양극 집전체에 양극탭이 구비된 양극판, 음극 활물질이 형성된 음극 집전체에 음극탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 적층함으로써 소정 면적의 전극 조립체를 제조한다. 이러한 전극 조립체를 파우치에 수용하여 파우치의 일측 개방부를 통해 파우치 내부에 전해액을 주입하고 개방부를 밀봉한 후, 충방전 과정, 에이징(aging) 과정 및 가스 제거(degas) 과정을 포함하는 활성화 공정을 진행하여 파우치형 이차 전지의 제조를 완료하게 된다.
이때, 파우치형 이차 전지의 파우치 내부에 전해액이 채워지면, 파우치 본체의 양면 부분이 외부로 볼록한 형상을 가지게 되므로, 파우치 양면 부분을 눌러주는 작업 즉, 스퀴징(squeezing) 작업이 수행될 필요가 있다. 이러한 스퀴징 작업을 통해서 전지 셀의 두께를 줄이고, 전지 셀의 에너지 밀도를 증가시키며, 전지 셀의 충방전 특성을 증가시킬 수 있다.
다시 말해, 전지 셀의 두께를 얇게 만듦으로써 단위 부피당 전지 용량을 증가시킬 수 있고, 이에 따라 전지 셀의 에너지 밀도를 높일 수 있게 된다. 또한, 전지 셀과 전지 셀이 콤팩트하게 밀착되어 전지 셀 사이의 간극이 줄어들수록 배터리 팩 전체의 에너지 밀도가 커질 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 스퀴징 작업을 통해 전지 셀의 충방전 특성이 미세하게 증가하게 되므로 파우치형 이차 전지를 스퀴징하는 작업이 필요하다.
도 1은, 종래기술에 따른 가압 트레이를 나타낸 도면이다. 스퀴징 작업을 수행함에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같은 가압 트레이(10)를 사용하는 경우, 가압 트레이(10)는 가압 스페이서(11)를 이용하여 배터리 셀(C)을 가압한다. 이때, 가압 스페이서(11)는 좌우방향으로 이동하여 배터리 셀(C)을 가압한다. 이러한 가압 과정이 완료되면, 가압 스페이서(11)를 원래 상태로 복귀시키는 감압(unclamping) 과정이 수행된 후 가압 스페이서(11) 사이에 수납된 배터리 셀(C)을 꺼냄으로써, 스퀴징 작업이 완료된다. 이후 가압이 필요한 새로운 배터리 셀(C)을 가압 스페이서(11) 사이에 수납하여 동일한 작업을 반복하게 된다.
그런데, 이러한 가압 트레이에 관한 종래기술은, 배터리 셀(C)을 어떻게 효과적으로, 균일하게 가압할 것인가에 대한 기술을 중심으로 발전해 왔고, 감압기술에 대해서는 연구가 미흡한 실정이다. 종래기술의 일 예에 따르면, 가압이 완료된 이후 가압된 상태가 그대로 유지되어 있으므로, 가압 스페이서(11)들을 수작업으로 일일이 복구시켜야 하는 불편이 존재한다. 따라서, 스퀴징 작업의 자동화가 곤란하고, 스퀴징 작업을 반복하는데 많은 시간이 소요된다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 감압 과정이 보다 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 가압 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가압 트레이는, 내부 공간에 배치된 복수의 배터리 셀을 수용하는 트레이 프레임; 서로 인접한 배터리 셀 사이에 이동 가능하게 배치되어, 수평 방향으로 이동함으로써 상기 배터리 셀을 가압할 수 있는 복수의 가압 블록; 및 상기 복수의 가압 블록 중 인접 배치된 가압 블록 사이를 상호 연결하고, 감압이 완료되면 상기 인접 배치된 가압 블록 사이의 간격이 소정 간격을 갖도록 하는 연결 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 연결 부재는, 체인인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 연결 부재는, 금속 체인인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 가압 블록에 결합되는 가압 블록 결합부 및 상기 연결 부재의 일단이 체결되는 연결 부재 체결부를 구비하는 체결 매개 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 가압 블록에는 하나 이상의 결합 홈이 형성되고, 상기 체결 매개 부재에 구비된 상기 가압 블록 결합부는, 하나 이상의 결합 돌기를 포함하여, 상기 결합 돌기가 상기 결합 홈에 삽입 결합되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 체결 매개 부재는, 상기 가압 블록의 상면의 적어도 일부를 덮는 제1프레임; 상기 가압 블록의 정면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임과 수직하게 형성된 제2프레임; 상기 가압 블록의 일측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임과 수직하게 형성된 제1플레이트; 및 상기 가압 블록의 타측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임과 수직하고, 상기 제1플레이트와 마주보도록 형성된 제2플레이트;를 포함하되, 상기 가압 블록과 접촉하는 상기 제1플레임의 내면에 결합 돌기가 형성되고, 상기 가압 블록과 접촉하는 상기 제2플레임의 내면에 결합 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 연결 부재 체결부는, 상기 체결 매개 부재의 외면에 형성되어 상기 연결 부재가 체결되도록 하는 체결 고리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 체결 매개 부재는, 외면에 돌출되도록 형성된 손잡이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 가압 블록은, 상기 가압 트레이로부터 탈착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 복수의 가압 블록 중 인접 배치된 가압 블록 사이에 구비되어, 상기 인접 배치된 가입 블록 사이의 간격이 소정 간격 이하로 좁아지는 것을 방지하는 이격 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 인접 배치된 가압 블록 사이를 연결하는 연결 부재에 의해 수작업으로 일일이 가압 블록을 복구시키지 않고도 모든 가압 블록을 원래 상태로 복구시킬 수 있다. 특히, 가압 블록을 복구시키는 감압 과정이 완료되면, 연결 부재에 의해 가압 블록 사이의 간격이 일정하게 유지되는 장점이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 인접 배치된 가압 블록 사이를 연결하는 연결 부재가 가압 블록과 직접 연결되는 것이 아니라, 체결 매개 부재를 통해 간접적으로 연결되도록 하되, 가압 블록과 체결 매개 부재의 탈부착이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 가압 블록의 교체가 용이하다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래기술에 따른 가압 트레이를 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이의 사시도이다.
도 3은, 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.
도 4는, 도 2의 가압 트레이의 정면도이다.
도 5는, 도 4의 가압 트레이가 감압된 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이의 사시도이다.
도 7은, 도 6의 B부분을 확대한 도면이다.
도 8은, 도 6의 가압 트레이에 포함된 가압 블록과 체결 매개 부재가 분리된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 모습을 Y방향에서 바라본 도면이다.
도 10은, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 모습을 X방향에서 바라본 부분 도면이다.
도 11은, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 12는, 도 11의 체결 매개 부재가 분리되는 모습을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 트레이 프레임(120), 복수의 가압 블록(110) 및 연결 부재(130)를 포함한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 가압 플레이트(140) 및 가압 축(150)을 더 포함할 수도 있다. 본 발명에 따른 가압 트레이(100)는, 충방전에 따른 스웰링 현상 등으로 인해 부풀어 오른 배터리 셀(C)을 가압하여 배터리 셀(C)의 부피를 줄이고, 배터리 셀(C)의 규격을 균일하게 만들며, 전해액의 함침성을 향상시키기 위한 장치이다.
상기 트레이 프레임(120)은, 가압 트레이(100)의 외형을 정의하는 기초 구조로서, 하부 트레이 프레임(121), 상부 트레이 프레임(122) 및 연결 트레이 프레임(123)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 트레이 프레임(120)은, 내부에 복수의 배터리 셀(C)을 수용할 수 있도록 빈 공간이 형성되어 있다. 바꾸어 말해, 트레이 프레임(120)의 내부 공간에는 복수의 배터리 셀(C)이 수용될 수 있다.
이 중에서, 상기 하부 트레이 프레임(121)은, 도 2를 기준으로 볼 때, 도면의 아랫쪽에 위치하는 트레이 프레임으로서, 배터리 셀(C), 가압 블록(110) 및 가압 플레이트(140)를 지지할 수 있다. 또한, 상기 하부 트레이 프레임(121)에는, 가압 블록(110) 및 가압 플레이트(140)가 트레이 프레임의 내부 공간에서 수평 이동할 수 있도록 가이드하는 가이드 레일(R)이 구비될 수 있다.
상기 상부 트레이 프레임(122)은, 도 2를 기준으로 볼 때, 도면의 위쪽에 위치하는 트레이 프레임으로서, 가압 블록(110)이 트레이 프레임의 외부로 이탈하지 않도록 가압 트레이(100)의 상부를 커버할 수 있다.
또한, 상기 상부 트레이 프레임(122)은, 가압 블록(110)의 용이한 교체가 가능하도록 이중 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 상부 트레이 프레임(122)은 제1상부 트레이 프레임(122a) 및 제2상부 트레이 프레임(122b)을 포함하고, 이러한 제1상부 트레이 프레임(122a) 및 제2상부 트레이 프레임(122b)은 서로 탈착 가능한 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2상부 트레이 프레임(122b)은, 제1상부 트레이 프레임(122a)의 상부에 안착될 수 있다. 또한, 상기 제2상부 트레이 프레임(122b)은, 제1상부 트레이 프레임(122a)에 결합되되 가압 블록(110)이 가압 트레이(100)의 상방으로 탈거될 수 있도록 제1상부 트레임으로부터 분리 가능한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 상기 제2상부 트레이 프레임(122b)은, 가압 블록(110)의 교체가 필요한 경우에는 제1상부 트레이 프레임(122a)으로부터 분리되어 가압 트레이(100)의 상부가 개방되도록 할 수 있다. 이와 같이 개방된 가압 트레이(100)의 상부를 통해 가압 블록(110)이 교체될 수 있다.
또한, 상기 제1상부 트레이 프레임(122a)은, 연결 트레이 프레임(123)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1상부 트레이 프레임(122a)은, 연결 트레이 프레임(123)과 일체로 형성되어 연결되거나, 연결 트레이 프레임(123)과 용접 등에 의해 결합되어 연결될 수 있다.
상기 연결 트레이 프레임(123)은, 하부 트레이 프레임(121)과 상부 트레이 프레임(122) 사이를 연결하는 것으로서 트레이 프레임의 수직 방향 축에 해당한다. 상기 연결 트레이 프레임(123)은, 트레이 프레임의 일 측에 구비되는 제1연결 트레이 프레임(123a) 및 일 측의 반대편인 타 측에 구비되는 제2연결 트레이 프레임(123b)을 포함할 수 있다.
상기 가압 블록(110)은, 상술한 프레임의 내부 공간에 배치된다. 또한 상기 가압 블록(110)은, 수평 방향으로 이동가능하게 구성되며, 이러한 가압 블록(110)의 사이에는 배터리 셀(C)이 배치될 수 있다. 상기 가압 블록(110)은 가압 블록(110) 사이에 배치된 배터리 셀(C)을 수평 방향으로 가압할 수 있다. 또한, 가압 블록(110)은 가압 방향의 반대방향으로 이동하여 가압 상태를 해제하는 감압(unclamping) 과정을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가압 블록(110)은, 가압 트레이(100)로부터 탈착 가능하게 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2상부 트레이 프레임(122b)은 제1상부 트레이 프레임(122a)으로부터 분리될 수 있고, 상부가 개방된 가압 트레이(100)를 통해 상기 가압 블록(110)이 교체될 수 있음은 상술한 바와 같다. 이와 같이 가압 블록(110)이 탈착 가능하게 구성됨으로써, 가압 블록(110)의 교체가 가능하다. 만약, 가압 블록(110) 중 일부에 손상이 발생한 경우, 손상된 일부의 가압 블록(110)만 교체하면 되므로, 가압 트레이(100) 전체를 교체할 필요가 없다. 따라서, 가압 트레이(100)의 유지 보수가 용이하고, 가압 트레이(100)의 유지 보수에 소요되는 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 연결 부재(130)는, 인접 배치된 가압 블록(110) 사이를 상호 연결하고, 감압이 완료되면 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격이 소정 간격을 갖도록 할 수 있다.
상기 가압 블록(110)과 상기 연결 부재(130)의 관계 및 동작, 가압 및 감압 과정에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 3은, 도 2의 A부분을 확대한 도면이고, 도 4는, 도 2의 가압 트레이의 정면도이며, 도 5는, 도 4의 가압 트레이가 감압된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 상술한 트레이 프레임, 가압 블록(110) 및 연결 부재(130) 뿐만 아니라 가압 플레이트(140) 및 가압 축(150)을 더 포함하고 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 가압 플레이트(140)는 가압 블록(110)에 수평 방향의 힘을 가하는 역할을 하고, 가압 축(150)은 회전함으로써, 가압 플레이트(140)가 수평 방향으로 이동하게 한다.
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 가압 축(150)은 도 4에 표시된 화살표 방향으로 회전하여 가압 플레이트(140)를 수평 방향(도 4의 좌측에서 우측방향)으로 이동시키고, 가압 플레이트(140)는 수평 방향으로 이동함으로써, 가압 블록(110)에 수평 방향의 힘을 가하여 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 가압하도록 할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 상기 가압 축(150)은 도 5에 표시된 화살표 방향으로 회전하여 가압 플레이트(140)를 수평 방향(도 4의 우측에서 좌측방향)으로 이동시키고, 가압 플레이트(140)는 수평 방향으로 이동함으로써, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 가압하는 것을 해제할 수 있다. 다시 말해, 가압 축(150)은 도 4와 반대로 회전하여 감압(unclamping) 과정을 수행할 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 복수의 가압 블록(110) 및 복수의 가압 블록(110)을 상호 연결하는 연결 부재(130)를 포함한다. 상기 연결 부재(130)는, 복수의 가압 블록(110) 중 어느 하나의 가압 블록(110)과 이러한 어느 하나의 가압 블록(110)과 인접 배치된 다른 하나의 가압 블록(110)을 상호 연결할 수 있다. 또한, 상기 연결 부재(130)는, 감압이 완료되면 상호 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격이 소정 간격을 갖도록 할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 실시예에 따르면, 감압이 완료되면 상호 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격은 연결 부재(130)의 길이만큼 이격된다. 다시 말해, 상기 연결 부재(130)는, 감압이 완료되면 상호 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격이 연결 부재(130)의 길이만큼이 되도록 할 수 있다.
한편, 이때, 복수의 연결 부재(130)가 모두 동일한 재질 및 규격을 갖는 경우, 가압 블록(110)과 가압 블록(110) 사이의 간격은 모두 균일한 간격이 될 수 있다. 즉, 감압이 완료되면, 제1가압 블록과 제2가압 블록 사이의 간격이 제2가압 블록과 제3가압 블록 사이의 간격과 동일하게 유지될 수 있고, 나머지 가압 블록들도 마찬가지로 일정한 간격으로 이격 배치될 수 있다. 다시 말해, 도면에서 l1 = l2 = l3가 성립하게 될 수 있다.
상기 연결 부재(130)는, 일 예로, 체인일 수 있고, 바람직하게는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 금속 체인으로 구현될 수 있다. 특히, 금속 체인의 경우, 내구성이 좋을 뿐만 아니라, 감압 과정에서 좌우 방향의 장력이 작용하더라도 길이가 변형되지 않으므로 가압 블록(110)과 가압 블록(110) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
다만, 이러한 연결 부재(130)의 재질은 일 예로서, 본 발명에 따른 연결 부재(130)가 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 4 내지 도 5에서 가압 플레이트(140)와 가압 플레이트(140)에 인접하는 가압 블록은(110) 접착제에 의해 접착되어 가압 플레이트(140)와 가압 블록(110) 사이에는 접착층(g)이 형성되어 있다. 따라서, 가압 플레이트(140)가 수평으로 이동함에 따라 가압 블록(110)이 함께 이동할 수 있다. 또한, 제2연결 트레이 프레임(123b)과 제2연결 트레이 프레임(123b)에 인접하는 가압 블록(110)도 접착제에 의해 접착되어 있다. 따라서, 가압 플레이트(140)가 수평으로 이동하더라도 최우측의 가압 블록(110)이 움직이지 않고 제2연결 트레이 프레임(123b)에 고정되어 있을 수 있다.
이와 같이 가압 플레이트(140) 및 제2연결 트레이 프레임(123b)이 각각 인접한 가압 블록(110)과 접착제에 의해 연결될 수 있는데, 이는 하나의 실시예로서, 본 발명이 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 가압 트레이(100)는, 서로 인접 배치된 가압 블록(110) 사이에 이격 부재(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 이격 부재(160)는, 복수의 가압 블록(110) 중 인접 배치된 가압 블록(110) 사이에 구비되어, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 가압할 때, 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격이 소정 간격 이하로 좁아지는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 이러한 이격 부재(160)의 일 실시예가 도시되어 있다. 먼저, 도 5를 참조하면, 이격 부재(160)는, 인접 배치된 가압 블록(110) 사이에 구비되어 있다. 또한, 본 실시예에서 이격 부재(160)는, 상술한 가이드 레일(R) 상부에 배치되어 있으며, 가이드 레일(R)을 따라 수평방향으로 이동가능하게 구성되어 있다.
상기 이격 부재(160)는 인접 배치된 가압 블록(110) 사이에 구비되므로, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 가압할 때, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 소정 압력 이상으로 가압하는 것을 억제할 수 있다. 일 예로, 도 4에 잘 나타난 바와 같이, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 가압할 때, 이격 부재(160)는, 인접한 가압 블록(110) 사이의 간격이 이격 부재(160)의 폭 보다 좁아지는 것을 방지하여, 가압 블록(110)이 배터리 셀(C)을 소정 압력 이상으로 가압하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이격 부재(160)로 인해, 배터리 셀(C)은 항상 일정한 압력으로 가압될 수 있다.
바람직하게는, 인접 배치된 가압 블록(110) 사이에 구비되는 이격 부재(160)들의 규격이 동일한 것이 좋다. 이로 인해, 가압 트레이(100)에 수용되는 배터리 셀(C)들은 모두 일정한 압력으로 가압될 수 있다.
한편, 상기 연결 부재(130)는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 가압 블록(110)과 직접 연결될 수도 있고, 후술할 실시예와 같이 체결 매개 부재를 매개로 가압 블록(110)과 연결될 수도 있다. 이하에서는, 도 6 내지 도 12를 참조하여, 체결 매개 부재에 의해 가압 블록과 연결 부재(130)가 간접적으로 연결된 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이의 사시도이고, 도 7은, 도 6의 B부분을 확대한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이(100)는 체결 매개 부재(170)를 더 포함하고, 상술한 연결 부재(130)는, 체결 매개 부재(170)를 매개로 하여 가압 블록(110)과 연결된다.
상기 체결 매개 부재(170)는, 가압 블록(110)과 연결 부재(130)를 연결하는 매개가 되는 구성요소로서, 가압 블록 결합부(171) 및 연결 부재 체결부(172)를 구비할 수 있다.
상기 가압 블록 결합부(171)는, 가압 블록(110)과 결합되는 부분이다. 일 예로, 체결 매개 부재(170)가 상술한 가압 블록(110)과 결합하기 위해, 가압 블록(110)에는 하나 이상의 결합 홈(h)이 형성되고, 상기 가압 블록 결합부(171)는, 가압 블록(110)에 형성된 결합 홈(h)에 대응되는 하나 이상의 결합 돌기(172a)를 포함할 수 있다. 이러한 결합 돌기(172a)는 대응되는 결합 홈(h)에 삽입 결합될 수 있다.
상기 연결 부재 체결부(172)는, 연결 부재(130)와 연결되는 부분으로서, 연결 부재(130)의 일단이 연결 부재 체결부(172)에 연결될 수 있다. 일 예로, 연결 부재 체결부(172)는, 체결 매개 부재(170)의 외면에 형성되는 체결 고리(172a)를 포함할 수 있고, 이러한 체결 고리(172a)에는 연결 부재(130)의 일단이 체결될 수 있다.
바람직하게는, 상기 체결 매개 부재(170)는, 손잡이부(173)를 더 구비할 수 있다. 상기 손잡이부(173)는, 체결 매개 부재(170)의 외면에 돌출되도록 형성되어 체결 매개 부재(170)가 가압 블록(110)으로부터 쉽게 탈부착될 수 있도록 도와준다. 예를 들어, 사용자는 체결 매개 부재(170)에 구비된 손잡이부(173)를 잡아 당겨서 가압 블록(110)으로부터 체결 매개 부재(170)를 쉽게 탈거할 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 도 2 내지 도 5의 실시예와 마찬가지로, 연결 부재(130)를 포함하고 있으므로, 인접 배치된 가압 블록(110) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이(100)는, 체결 매개 부재(170)에 의해 가압 블록(110)과 연결 부재(130)가 간접적으로 연결됨에 따른 추가적인 효과를 더 가질 수 있다.
즉, 체결 매개 부재(170)는 가압 블록(110)에 탈부착하여 사용할 수 있으므로, 기존의 가압 트레이(100)에도 적용할 수 있다. 다시 말해, 기존의 가압 트레이(100)에 특별한 변경을 가하지 않고도 본 발명에 따른 체결 매개 부재(170)를 장착할 수 있다.
또한, 가압 블록(110)의 규격이 변경되더라도 가압 트레이(100) 자체를 새로 제작할 필요가 없다. 즉, 가압 블록(110)의 규격이 변경된 경우, 체결 매개 부재(170)의 규격을 변경하여 제작한 다음, 가압 블록(110)에 장착하면 되므로 가압 트레이(100) 자체를 새로 제작할 필요가 없다.
또한, 가압 블록(110)의 교체가 용이하다. 즉, 손상된 가압 블록(110)을 교체함에 있어서, 손상된 가압 블록(110)과 체결 매개 부재(170)를 분리하고 손상된 가압 블록(110)을 제거한 다음 새로운 가압 블록(110)을 가압 트레이(100)에 장착하고 체결 매개 부재(170)를 결합하는 것만으로 교체가 가능하므로, 손상된 가압 블록(110)을 교체하는 것이 용이한 장점이 있다.
한편, 도 6 내지 도 7의 실시예는, 이격 부재(160)를 포함하고 있지 않은 것으로 도시되어 있으나, 이격 부재(160)를 더 포함할 수도 있음은 물론이다.
도 8은, 도 6의 가압 트레이에 포함된 가압 블록과 체결 매개 부재가 분리된 모습을 나타낸 도면이고, 도 9는, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 모습을 Y방향에서 바라본 도면이며, 도 10은, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 모습을 X방향에서 바라본 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가압 트레이(100)에 포함된 체결 매개 부재(170)는, 가압 블록(110)의 상면의 적어도 일부를 덮는 제1프레임, 가압 블록(110)의 정면의 적어도 일부를 덮는 제2프레임, 가압 블록(110)의 일측면의 적어도 일부를 덮는 제1플레이트 및 가압 블록(110)의 타측면의 적어도 일부를 덮는 제2플레이트를 포함한다. 여기서, 제1프레임과 제2프레임은 서로 수직하게 형성된다. 또한, 제1플레이트와 제2플레이트는 서로 마주보도록 형성되고, 제1프레임 및 제2프레임과는 수직하게 형성된다.
도 8에 도시된 가압 블록(110)에는 2개의 결합 홈(h)이 형성되어 있고, 체결 매개 부재(170)의 내면에는 이러한 2개의 결합 홈(h)에 결합되는 2개의 결합 돌기(172a)가 형성되어 있다. 즉, 가압 블록(110)의 상면과 접촉하는 제1프레임의 내면과, 가압 블록(110)의 정면과 접촉하는 제2프레임의 내면에는 각각 결합 돌기(172a)가 하나씩 형성되어 있다. 2개의 결합 돌기(172a)는 각각 2개의 결합 홈(h)에 삽입 결합될 수 있도록 결합 홈(h)과 대응되는 위치에 형성되고, 결합 홈(h)과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 2개의 결합 홈(h)은 가압 블록(110)에서 상호 직교하게 형성되어, 가압 블록(110)과 체결 매개 부재(170)가 결합될 경우, 결합 상태가 쉽게 해제되지 않도록 한다. 또한, 제1플레이트 및 제2플레이트는 각각 가압 블록(110)의 일측면과 타측면을 커버하여 가압 블록(110)이 측방향(도 9에서 좌우 방향)으로 유동하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 가압 블록(110)이 가압 과정에서 수평 방향으로 이동하더라도 체결 매개 부재(170)가 가압 블록(110)으로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 8 및 도 9에 도시된 가압 블록(110)은 연결 부재(130)가 체결되는 체결 고리(172a)를 포함하고 있다. 비록 도 8 및 도 9에는 도시되지 않았으나, 이러한 체결 고리(172a)에는 연결 부재(130)가 연결될 수 있다.
이하에서는, 도 11 및 도 12를 참조하여, 손잡이부(173)를 이용하여 체결 매개 부재(170)를 탈부착하는 과정을 상세히 설명하도록 한다.
도 11은, 도 8의 가압 블록과 체결 매개 부재가 결합된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 12는, 도 11의 체결 매개 부재가 분리되는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 도시된 체결 매개 부재(170)의 제1프레임과 제2프레임은 상호 수직하게 형성되어 있다. 즉, 제1프레임과 제2프레임은 L 자 형상으로 형성되어 있다. 제1프레임 및 제2프레임의 내면에는 각각 결합 돌기(172a)가 형성되어 있고, 이러한 결합 돌기(172a)는, 가압 블록(110)에 형성된 결합 홈(h)에 삽입되어 있다. 또한, 체결 매개 부재(170)는, 제1프레임으로부터 연장되어 형성된 손잡이부(173)를 포함하고 있다. 체결 매개 부재(170)가 가압 블록(110)으로부터 분리되기 위해서는, 먼저, 도 11에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 손잡이부(173)를 잡아 당겨 제1프레임에 형성된 결합 돌기(172a)와 이에 대응하는 결합 홈(h)의 체결 상태를 해제해야 한다. 다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이 화살표 방향으로 손잡이부(173)에 힘을 가하여, 체결 매개 부재(170)와 가압 블록(110)을 분리할 수 있다.
한편, 이와 같이 가압 블록(110)으로부터 체결 매개 부재(170)를 쉽게 분리할 수 있도록 하기 위해서, 체결 매개 부재(170)의 재질은 변형이 가능한 탄성체인 것이 좋다. 또한, 체결 매개 부재(170)의 제1플레이트 및 제2플레이트는 제2프레임과 연결되는 부분의 적어도 일부분에 홈이 형성되는 것이 좋다. 즉, 도 9에 잘 나타나 있는 바와 같이 제1플레이트와 제2프레임 사이에 홈이 형성되고, 제2플레이트와 제2프레임 사이에 홈이 형성되면, L 자 형상의 구조가 도 12에 도시된 바와 같이 구부러진 형태로 변형되는 것이 용이하므로, 체결 매개 부재(170)가 가압 블록(110)으로부터 쉽게 분리될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상의 본 발명에 대한 상세한 설명 또는 도면에서, 상, 하, 내, 외 등과 같은 용어의 사용은 하나의 요소를 다른 요소와 상대적으로 구분하기 위하여 사용되었으며, 설명의 효율성을 높이기 위한 도구적 개념일 뿐, 물리적인 위치, 선후 관계 등을 절대적인 기준에 의하여 구분하기 위하여 사용된 개념으로 해석되어서는 아니된다.
본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
100: 가압 트레이
110: 가압 블록
120: 트레이 프레임
121: 하부 트레이 프레임
122: 상부 트레이 프레임
122a: 제1상부 트레이 프레임 122b: 제2상부 트레이 프레임
123: 연결 트레이 프레임
123a: 제1연결 트레이 프레임 123b: 제2연결 트레이 프레임
130: 연결 부재
140: 가압 플레이트
150: 가압 축
160: 이격 부재
170: 체결 매개 부재
171: 가압 블록 결합부 171a: 결합 돌기
172: 연결 부재 체결부 172a: 체결 고리
173: 손잡이부
h: 결합 홈
R: 가이드 레일
C: 배터리 셀
g: 접착층

Claims (10)

  1. 내부 공간에 배치된 복수의 배터리 셀을 수용하는 트레이 프레임;
    서로 인접한 배터리 셀 사이에 이동 가능하게 배치되어, 수평 방향으로 이동함으로써 상기 배터리 셀을 가압할 수 있는 복수의 가압 블록;
    상기 복수의 가압 블록 중 인접 배치된 가압 블록 사이를 상호 연결하고, 감압이 완료되면 상기 인접 배치된 가압 블록 사이의 간격이 소정 간격을 갖도록 하는 연결 부재; 및
    상기 가압 블록에 결합되는 가압 블록 결합부를 구비하는 체결 매개 부재;를 포함하되,
    상기 가압 블록 결합부는,
    상기 가압 블록의 상면의 적어도 일부를 덮는 제1프레임;
    상기 가압 블록의 정면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임과 수직하게 형성된 제2프레임;
    상기 가압 블록의 일측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임과 수직하게 형성된 제1플레이트; 및
    상기 가압 블록의 타측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임과 수직하고, 상기 제1플레이트와 마주보도록 형성된 제2플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 부재는, 체인인 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결 부재는, 금속 체인인 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 매개 부재는,
    상기 연결 부재의 일단이 체결되는 연결 부재 체결부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압 블록에는 하나 이상의 결합 홈이 형성되고,
    상기 체결 매개 부재에 구비된 상기 가압 블록 결합부는, 하나 이상의 결합 돌기를 포함하여,
    상기 결합 돌기가 상기 결합 홈에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가압 블록과 접촉하는 상기 제1프레임의 내면에 결합 돌기가 형성되고, 상기 가압 블록과 접촉하는 상기 제2프레임의 내면에 결합 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결 부재 체결부는, 상기 체결 매개 부재의 외면에 형성되어 상기 연결 부재가 체결되도록 하는 체결 고리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 매개 부재는, 외면에 돌출되도록 형성된 손잡이부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압 블록은, 상기 가압 트레이로부터 탈착 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 가압 블록 중 인접 배치된 가압 블록 사이에 구비되어, 상기 인접 배치된 가입 블록 사이의 간격이 소정 간격 이하로 좁아지는 것을 방지하는 이격 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
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WO2023287100A1 (ko) * 2021-07-15 2023-01-19 주식회사 엘지에너지솔루션 생산성이 향상된 전지 모듈 조립 장치 및 이를 이용한 조립 방법

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