KR101714951B1 - 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치 및 충방전 검사 방법 - Google Patents
박형 2차 전지의 충방전 검사 장치 및 충방전 검사 방법 Download PDFInfo
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Abstract
스페이서(18)와 함께 적층·압체 상태로 한 복수의 전지(1)로부터 돌출되어 있는 리드 단자(2), (3)와, 각 전지(1)마다 독립되어 있는 충방전 유닛(22)이 대향 배치되어 있다. 충방전 유닛(22)은 압축 코일 스프링(28)으로 탄성 지지되고 또한 플로팅 자유도를 갖는 대략 V자 형상의 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)를 개별적으로 갖고 있다. 각 전지(1)를 일제히 충방전 유닛(23)측으로 슬라이드시키고, 리드 단자(2), (3)의 선단면(e)을 파워측 접촉자(23) 및 계측측 접촉자(24)의 평탄면(35)에 압박하여, 양자의 전기적 접속 상태를 확보한다. 이에 의해, 전지 외장체로부터 돌출되는 리드 단자(2), (3)에 표면 처리가 실시되어 있는 경우라도, 원활하게 충방전 검사를 행할 수 있다.
Description
본 발명은 예를 들어 라미네이트 필름 외장체로 패키징된 리튬 이온 2차 전지로 대표되는 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치 및 충방전 검사 방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 박형 2차 전지의 충방전 검사 시스템으로서 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 제안되어 있다. 이 특허문헌 1에 기재된 시스템에서는, 정부의 전극의 단자부를 각각 끼워 넣는 한 쌍의 끼움 지지 부재를 구비하고, 끼움 지지 부재의 선단부에는 각각 전지에 통전하는 통전용 접촉자 및 전지의 전압을 측정하는 검사용 접촉자가 설치되고, 끼움 지지 부재의 중앙부에는 회전축이 설치되고, 회전축을 중심으로 하여 끼움 지지 부재가 개폐되고, 정부의 전극의 단자부를 선단부에서 끼워 넣는 클립을 구비한 구성으로 되어 있다.
예를 들어 정극, 부극 및 전해액 등의 전지 요소가 라미네이트 필름 외장체로 패키징된 라미네이트형의 리튬 이온 2차 전지에 있어서는, 라미네이트 필름 외장체로부터 돌출되게 되는 정부의 리드 단자에 미리 열용착제 수지 필름을 접착해 두고, 이 열용착제 수지 필름 접착부를 라미네이트 필름 외장체로 되는 상하 2매의 라미네이트 필름의 주연부에서 끼워 넣어 열용착을 실시함으로써 확실하게 봉지 또는 밀봉 처리를 하고 있다. 그 때에, 예를 들어 알루미늄 혹은 구리 등의 금속으로 이루어지는 리드 단자에 사전에 표면 처리로써 절연성 피막을 형성함으로써, 절연성의 부여와 동시에, 상기한 바와 같이 리드 단자에 미리 접착되게 되는 열용착제 수지 필름과의 계면의 밀착성을 향상시키도록 하고 있다. 또한, 이러한 구조의 라미네이트형의 리튬 이온 2차 전지는, 예를 들어 전기 자동차용 리튬 이온 배터리의 단전지 또는 셀로서 사용된다.
이러한 라미네이트형의 리튬 이온 2차 전지를 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 시스템에 적용하여 충방전 검사를 행하는 경우, 리드 단자에 절연성 피막이 형성되어 있으므로, 클립을 각 전극의 단자부에 접속하였을 때에 상기 절연성 피막이 큰 전기 저항으로 되어 버려, 원활하게 충방전 검사를 행할 수 없게 된다.
보다 구체적으로는, 일반적으로 충방전 검사 모드로 이행하기 전에 클립 등의 접촉 단자와 각 전극의 리드 단자가 적정하게 접촉하고 있는지 여부의 접촉 상태의 체크와 전압 측정 등이 행해지지만, 상기한 바와 같이 절연성 피막 등의 영향으로 접촉 저항이 과대해져 있으면, 단전지의 전압을 정확하게 계측할 수 없고, 그 후의 충방전 동작으로 이행할 수 없게 된다. 그로 인해, 상기한 바와 같은 절연성 피막 처리가 실시된 리드 단자의 경우에는 특허문헌 1에 기재된 시스템으로는 대응할 수 없어, 여전히 개선의 여지를 남기고 있다.
본 발명은 이러한 과제에 착안하여 이루어진 것이며, 전지 외장체로부터 돌출되는 리드 단자에 미리 표면 처리가 실시되어 있는 경우라도, 원활하게 충방전 검사를 행할 수 있도록 한 충방전 검사 장치 및 충방전 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 충방전 검사 장치 및 충방전 검사 방법에서는, 적층 상태에서 정렬되어 있는 복수의 박형 2차 전지를 지지하는 지지체와, 이 지지체에 지지되어 있는 각각의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 개별적으로 대향하도록 배치되고, 각 리드 단자와 접촉 가능한 콘택트 프로브를 구비하고, 상기 지지체와 각 콘택트 프로브의 접근 이격 동작에 의해, 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 그들에 개별적으로 대응하는 콘택트 프로브가 일괄적으로 접촉 이탈 가능하게 되어 있다. 그리고, 상기 각 리드 단자는 리드 단자 자체의 돌출 방향의 선단에 위치하여 당해 리드 단자의 판 두께에 상당하는 폭의 선단면을 갖고 있는 한편, 상기 콘택트 프로브는 대응하는 리드 단자를 수용하기 위해 당해 리드 단자측을 향해 광폭으로 되는 대략 V 홈 형상의 수용 홈을 갖고 있음과 함께, 이 수용 홈을 형성하고 있는 양측의 테이퍼면의 최심부에 각 리드 단자의 선단면보다도 광폭이며 또한 당해 선단면과 접촉 가능한 평탄면을 갖고 있다. 또한, 상기 지지체와 각 콘택트 프로브의 접근 동작에 기초하여 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 그들에 개별적으로 대응하는 콘택트 프로브가 일괄적으로 접촉하였을 때에, 각 리드 단자의 선단면과 콘택트 프로브측의 평탄면의 면 접촉으로써 양자의 전기적 접속이 이루어지도록 한 것이다. 이 경우에 있어서, 상기 각 리드 단자의 적어도 선단면은 표면 처리가 실시되는 것 없이 단자 소지가 노출되어 있는 것으로 한다.
본 발명에 따르면, 전지 외장체로부터 돌출되는 리드 단자의 선단면과 콘택트 프로브측의 평탄면의 면 접촉으로써 양자의 전기적 접속이 이루어지도록 하였으므로, 리드 단자에 절연성 피막 등의 표면 처리가 실시되어 있었다고 해도, 절연성 피막 등에 의한 전기 저항을 받는 일 없이 충방전 검사를 원활하게 행할 수 있다.
도 1은 박형 2차 전지의 일례로서 라미네이트형의 리튬 이온 2차 전지의 개략 구조를 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시한 리튬 이온 2차 전지의 분해 사시도.
도 3은 도 1, 2에 도시한 리드 단자 단독에서의 개략 설명도.
도 4는 도 3에 도시한 리드 단자의 제조 과정의 개략 설명도.
도 5는 본 발명에 관한 충방전 검사 장치의 개략 구조를 도시하는 평면 설명도.
도 6은 도 5의 A-A를 따른 단면 설명도.
도 7은 도 6에 도시한 충방전 검사 장치의 주요부의 상세를 도시하는 도면이며, (A)는 충방전 유닛 단독에서의 확대 설명도, (B)는 도 7의 (A)의 B-B선을 따른 단면도, (C)는 도 7의 (A)의 C-C선을 따른 단면도.
도 8은 도 5의 매거진부가 검사 기능부를 향해 슬라이드 이동한 상태를 도시하는 평면 설명도.
도 9는 도 8의 D-D를 따른 단면 설명도.
도 2는 도 1에 도시한 리튬 이온 2차 전지의 분해 사시도.
도 3은 도 1, 2에 도시한 리드 단자 단독에서의 개략 설명도.
도 4는 도 3에 도시한 리드 단자의 제조 과정의 개략 설명도.
도 5는 본 발명에 관한 충방전 검사 장치의 개략 구조를 도시하는 평면 설명도.
도 6은 도 5의 A-A를 따른 단면 설명도.
도 7은 도 6에 도시한 충방전 검사 장치의 주요부의 상세를 도시하는 도면이며, (A)는 충방전 유닛 단독에서의 확대 설명도, (B)는 도 7의 (A)의 B-B선을 따른 단면도, (C)는 도 7의 (A)의 C-C선을 따른 단면도.
도 8은 도 5의 매거진부가 검사 기능부를 향해 슬라이드 이동한 상태를 도시하는 평면 설명도.
도 9는 도 8의 D-D를 따른 단면 설명도.
도 1∼9는 본 발명에 관한 충방전 검사 장치를 실시하기 위한 보다 구체적인 형태를 나타내고, 특히 도 1은 충방전 검사 대상으로 되는 박형 2차 전지의 일례로서 라미네이트형의 리튬 이온 2차 전지(이하, 단순히 「전지」라 함)의 사시도를, 도 2는 도 1에 도시한 전지(1)의 분해도를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 5는 장치 전체의 평면도를, 도 6은 도 2에 도시한 장치의 A-A선을 따른 단면도를 각각 나타내고 있다.
도 1, 2에 도시하는 바와 같이, 전지(1)는, 정극측의 전극 단자로서의 리드 단자(정극 단자부)(2)와 부극측의 전극 단자로서의 리드 단자(부극 단자부)(3)가 외부에 도출된 상태에서 상하 2매의 라미네이트 필름(4a, 4b)으로 이루어지는 직사각 형상의 전지 외장체로서의 라미네이트 필름 외장체(4)에 의해 패킹되어 있다. 라미네이트 필름 외장체(4)의 내부에는, 전지 요소(발전 요소)인 전극으로서의 정극과 부극 및 그들 양자간에 개재되는 세퍼레이터를 복수 세트 적층하여 이루어지는 적층체(5)가 전해액과 함께 수용되어 있고, 라미네이트 필름 외장체(4)의 주위가 열용착에 의해 기밀하게 봉지 또는 밀봉 처리가 실시되어 있다.
즉, 도 1, 2에 도시한 전지(1)에 있어서는, 전극인 정극이나 부극, 세퍼레이터 및 전해액을 포함하는 전지 요소를 라미네이트 필름 외장체(4)로 포위하고, 정극(2) 및 부극(3)의 각 집전체에 전기적으로 접속된 각각의 박판 형상의 리드 단자(2, 3)를 라미네이트 필름 외장체(4)의 외부에 도출시킨 후에, 라미네이트 필름 외장체(4)의 주연부를 열용착에 의해 예를 들어 직사각형 주머니 형상으로 봉지 또는 밀봉 처리를 실시함으로써, 전지(1)로서의 기밀성이 확보되어 있다. 또한, 라미네이트 필름 외장체(4)를 형성하고 있는 상하 2매의 라미네이트 필름(4a, 4b)으로서는, 예를 들어 알루미늄박을 열용착성 수지 필름으로 피복한 복합 구조의 것이 사용된다.
그리고, 직사각 형상의 라미네이트 필름 외장체(4) 중 공통의 한 변부로부터 정극측의 리드 단자(2)와 부극측의 리드 단자(3)가 모두 외부에 도출되어 있다. 이 경우에 있어서, 양쪽의 리드 단자(2, 3)는 전극 탭이라고 칭해지는 경우가 있는 것 외에, 정극측의 리드 단자(2)로서는 예를 들어 알루미늄제의 것이 사용되고, 한편, 부극측의 리드 단자(3)로서는 알루미늄 또는 구리제의 것이 사용된다.
또한, 양쪽의 리드 단자(2, 3)는 미리 소정의 표면 처리가 실시된 후에, 라미네이트 필름 외장체(4)로 되는 라미네이트 필름(4a, 4b)과의 열용착 부분에 열용착성 수지 필름이 접착되어 있다. 도 3은 상기 리드 단자(2, 3) 단독에서의 상세를 나타내고 있고, 알루미늄 합금제의 리드 단자(2, 3)의 경우, 라미네이트 필름 외장체(4)로 되는 라미네이트 필름(4a, 4b)과의 열용착 부분에 열용착성 수지 필름(6)이 미리 접착되어 있다. 이 열용착성 수지 필름(6)의 리드 단자(2, 3)에의 밀착성을 확보하기 위해, 리드 단자(2, 3)에는 표면 처리로서 산화 피막 처리, 예를 들어 베마이트 처리가 실시되어 있다.
이 베마이트 처리 등의 산화 피막 처리 시에, 소정의 크기로 재단한 리드 단자(2, 3)에 개별적으로 산화 피막 처리를 실시하고 있었던 것에서는 비용 상승이 부득이하다. 따라서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 소정 폭 치수로 또한 긴 띠 형상 모재(2A)의 형태로 산화 피막 처리를 실시한 후에 이것을 롤 형상으로 권취하고, 이 롤 형상의 띠 형상 모재(2A)를 인출하면서 커터(7)에 의해 소정의 크기로 잘라냄으로써 도 3과 같은 리드 단자(2 또는 3)로 마무리하게 된다. 그로 인해, 도 1, 2의 전지(1)로서 조립된 상태에서는, 각각의 리드 단자(2, 3) 중 라미네이트 필름 외장체(4)로부터의 돌출 방향의 곧은 선단면(e)만이 산화 피막 처리가 실시되는 것 없이 소지가 노출되어 있고, 그 이외의 표면이 산화 피막으로 피복되어 있게 된다.
여기서, 도 2의 적층체(5)의 일부를 형성하고 있는 복수매의 정극의 연장부끼리를 겹친 후에, 당해 중합부를 정극측의 리드 단자(2)에 용접에 의해 접속하고 있고, 마찬가지로 복수매의 부극의 연장부끼리를 겹친 후에, 당해 중합부를 부극측의 리드 단자(3) 용접에 의해 접속하고 있지만, 이들 구조에 대해서는 도 2에서는 도시 생략하고 있다.
도 5는 충방전 장치의 평면도를, 도 6은 도 5의 A-A선을 따른 단면도를 각각에 나타내고 있고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 충방전 검사 장치는, 크게 나누어, 도 5의 우반부를 크게 점유하고 있는 매거진부(8)와, 도 5의 좌측 단부를 점유하고 있는 검사 기능부(9)로 구성되어 있고, 양자는 공통의 저판(10) 상에 설치되어 있다.
매거진부(8)측에서는, 저판(10) 상에 한 쌍의 리니어 가이드(11)를 통해 직사각 형상의 큰 테이블(12)이 설치되어 있음과 함께, 그 테이블(12) 상에 한층 작은 지지체로서의 매거진 베이스 플레이트(13)가 적재되어 있다. 또한, 저판(10) 상에는 양 로드 타입의 실린더 등의 직동형 액추에이터(이하, 단순히 「액추에이터」라 함)(14)가 탑재되어 있다. 그리고, 액추에이터(14)의 실린더 튜브(14a)가 저판(10)에 고정되어 있음과 함께, 피스톤 로드(14b)가 매거진부(8)측과 검사 기능부(9)측에 걸치도록 연장되어 있고, 피스톤 로드(14b)가 테이블(12)의 하면에 연결되어 있다. 이에 의해, 액추에이터(14)의 신축 동작에 따라 테이블(12)이 검사 기능부(9)에 대해 접근 이격 가능하게 되어 있다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 매거진 베이스 플레이트(13) 상에는 2매의 고정 플레이트(15)가 대향하도록 기립 설치되어 있음과 함께, 그들 고정 플레이트(15)끼리의 사이에 1매의 가동 플레이트(16)가 기립 설치되어 있다. 2매의 고정 플레이트(15)는 매거진 베이스 플레이트(13) 상에 고정되어 있음과 함께, 4개의 타이 로드(17)로 서로 연결되어 있고, 가동 플레이트(16)는 4개의 타이 로드(17)로 안내되는 형태로 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다. 또한, 한쪽의 고정 플레이트(15)와 가동 플레이트(16) 사이에는 복수매의 스페이서(18)가 가동 플레이트(16)와 동일한 지지 형태로 배치되어 있다. 또한, 다른 쪽의 고정 플레이트(16)에는 예를 들어 전동 모터와 볼 나사의 조합으로 이루어지는 구동 기구(19)가 배치되어 있고, 그 구동 기구(19)의 가동부가 가동 플레이트(16)에 연결되어 있다. 이에 의해, 구동 기구(19)가 기동함으로써, 가동 플레이트(16)가 4개의 타이 로드(17)를 따라 슬라이드 이동 가능하게 되어 있다.
그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 각 리드 단자(2, 3)가 검사 기능부(9)측을 향하도록, 각각의 스페이서(18)끼리의 사이에 전지(1)를 삽입한 후에, 구동 기구(19)의 기동에 의해 가동 플레이트(16)를 도 5의 상방측으로 슬라이드시킴으로써, 각각의 전지(1)를 평탄화시키도록 소정압에 의한 가압 또는 압체 상태로 한다. 이에 의해, 매거진 베이스 플레이트(13) 상의 복수의 전지(1)가 스페이서(18)와 함께 소정의 피치로 적층 상태로 되어 정렬됨과 함께, 하나의 전지(1)의 각 리드 단자(2, 3)가 상하 방향으로 배열되는 형태로 되어, 후술하는 검사 기능부(9)에 대해 검사 가능한 위치에 세트되게 된다.
검사 기능부(9)는 공통의 저판(10) 상에 받침대(20)를 설치함과 함께, 그 받침대(20) 상에 수평한 가대(21)를 상하 2단에 걸쳐 탑재하고, 각 가대(21)에는 매거진부(8)측의 전지(1)의 적층 방향을 따라 다수의 충방전 유닛(22)이 배치되어 있다. 그리고, 각각의 충방전 유닛(22)은 매거진부(8)측의 전지(1)마다 서로 독립되어 있고, 각 충방전 유닛(22)에는 후술하는 바와 같이 콘택트 프로브로서 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)가 1세트로서 지지되어 있다.
도 7은 상기 충방전 유닛(22)의 상세를 나타내고 있고, 가대(21) 상에 리니어 가이드(25)를 통해 슬라이더(26)를 매거진부(8)측의 전지(1)에 대해 진퇴 이동 가능하게 설치함과 함께, 그 슬라이더(26)와 배면측의 서포트 블록(27) 사이에 탄성체로서 압축 코일 스프링(28)을 개재 장착하고, 그에 의해 슬라이더(26)를 매거진부(8)측의 전지(1)에 대해 상시 가압하고 있다.
슬라이더(26)에는 그 높이 방향의 중앙부에 평면에서 볼 때 대략 두갈래 형상을 이루는 아암부(29)가 형성되어 있고, 이 아암부(29)에 대해 축체(30)와 아암부(29)측의 긴 구멍(31)을 통해 콘택트 프로브로서의 쌍으로 되는 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)를 지지시키고 있다. 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 축체(30)와 긴 구멍(31)을 통해 아암부(29)에 지지되는 것과 동시에, 슬라이더(26)와의 사이에 개재 장착한 탄성체로서의 압축 코일 스프링(32)에 의해 매거진부(8)측의 전지(1)에 대해 상시 가압되어 있다. 이에 의해, 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 축체(30)를 회전 중심으로 하여 요동 또는 회전 가능하게 되어 있다. 여기서, 축체(30)는 전지(1)측의 리드 단자(2, 3)에 면 직각인(직교하는) 회전 중심으로서 기능하게 된다.
동시에, 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 긴 구멍(31)의 범위 내에서 진퇴 이동 가능하고, 상술한 바와 같이 슬라이더(26)와의 사이에 개재 장착한 탄성체로서의 압축 코일 스프링(32)에 의해 매거진부(8)측의 전지(1)에 대해 상시 가압되어 있다. 즉, 콘택트 프로브로서의 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 축체(30)를 회전 중심으로 하여 요동 또는 회전 가능하고, 동시에 긴 구멍(31)의 범위 내에서 진퇴 이동 가능하지만, 압축 코일 스프링(32)에 의해 매거진부(8)측의 전지(1)를 향해 상시 가압되어 있음으로써, 자유 상태에서는 도 7의 상태를 자기 유지하는 것이 가능하게 되어 있다.
상기 콘택트 프로브로서의 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는, 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 선단부측이 모두 평면에서 볼 때에는 대략 V자 형상의 것으로서 예를 들어 황동 등에 의해 형성되어 있다. 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 모두 매거진부(8)측의 전지(1)를 향해 점차 광폭으로 되는 V 홈 형상의 수용 홈(33)을 갖고 있고, 그 수용 홈(33)을 형성하고 있는 양쪽의 테이퍼면(34)끼리의 최심부 또는 가장 안쪽부가 소정 폭의 평탄면(35)으로 되어 있다. 이 평탄면(35)의 폭 치수는 각 리드 단자(2, 3) 폭 치수보다도 충분히 크게 설정되어 있다.
여기서, 도 7에서는 도시 생략하고 있지만, 각각의 충방전 유닛(22)에 있어서의 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)는 모두 독립된 전기적 접촉자로서 기능하기 위해 서로 전기적 절연 처리가 실시되어 있음과 함께, 슬라이더(26)와의 사이에 대해서도 마찬가지로 전기적 절연 처리가 실시되어 있다. 또한, 파워측 접촉자(23)는 그 기능에서 볼 때 도시 외의 급전 장치(충전 장치)에 접속되어 있음과 함께, 마찬가지로 계측측 접촉자(24)도 계측 장치인 전압계 등에 접속되어 있다.
다음으로, 이와 같이 구성된 충방전 검사 장치의 일련의 작용에 대해 설명한다.
먼저 설명한 바와 같이, 매거진부(8)에서는 매거진 베이스 플레이트(13) 상에 복수의 전지(1)가 스페이서(18)와 함께 소정의 피치로 적층 상태로 되어 정렬되어 있다. 그리고, 도 5, 6은 모두 매거진부(8)측에서 정렬된 전지(1)의 각 리드 단자(2, 3)에 콘택트 프로브가 접촉하고 있지 않은 상태를 나타내고 있는 것에 반해, 도 8, 9는 모두 매거진부(8) 측에서 정렬된 전지(1)의 각 리드 단자(2, 3)에 콘택트 프로브가 접촉하고 있는 상태를 나타내고 있다.
도 5, 6에 도시하는 바와 같이, 검사 기능부(9)에 대해 매거진부(8)가 후퇴하고 있는 상태에서는, 그 매거진부(8)측의 각각의 전지(1)의 리드 단자(2, 3)는 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)에는 접촉하고 있지 않다. 그로 인해, 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)는 도 7의 상태를 자기 유지하고 있다. 단, 이 상태에서는 각각의 전지(1)의 리드 단자(2, 3)는 충방전 유닛(22)측의 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)와 정면 대향하고 있다. 즉, 도 6, 7에 도시하는 바와 같이, 각 전지(1)의 한쪽(상측)의 리드 단자(2)는 상측의 충방전 유닛(22)의 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)와 정면 대향하고 있고, 다른 쪽(하측)의 리드 단자(3)는 하측의 충방전 유닛(22)의 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)와 정면 대향하고 있다.
그리고, 도 5, 6의 상태로부터 액추에이터(14)의 작동에 의해 매거진부(8) 측에 정렬되어 있는 다수의 전지(1)를 베이스 플레이트(12)와 함께 소정 스트로크만큼 좌방향으로 슬라이드시키면, 도 8, 9에 도시하는 바와 같이, 각각의 전지(1)의 리드 단자(2, 3)는 대응하는 충방전 유닛(22)측의 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)에 압박되어 접촉하게 되고, 이로써 양자는 전기적 접촉 상태로 된다. 이때, 도 7에 도시하는 바와 같이, 상하 방향으로 긴 하나의 리드 단자(2 또는 3)에 대해 그 리드 단자(2 또는 3)의 상하 방향 치수 내에 들어가도록 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)가 종방향으로 병설되어 있으므로, 하나의 리드 단자(2 또는 3)에 대해 쌍으로 되어 있는 파워측 접촉자(23)와 계측측 접촉자(24)가 모두 거의 동시에 접촉하게 된다.
즉, 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)는, 도 7에 도시하는 바와 같이 모두 대략 V자 형상의 것으로서 형성되어 있고, V 홈 형상의 수용 홈부(3)의 가장 안쪽부의 내저면이 평탄면(35)으로 되어 있으므로, 각각의 리드 단자(2, 3)의 선단면(e)과 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)측의 평탄면(35)이 면 접촉으로써 압접하므로, 이로써 양자는 전기적 접촉 상태로 된다. 또한, 각 리드 단자(2, 3)의 선단면(e)에 대해서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 표면 처리가 실시되는 다른 소지가 노출되어 있는 것인 것은 상술한 바와 같다.
이 경우에 있어서, 도 7에 도시하는 바와 같이, 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)의 V 홈 형상의 수용 홈(33) 중 평탄면(35)의 양측은 테이퍼면(34)으로 되어 있으므로, 그들 수용 홈(33)과 리드 단자(2, 3)의 상대 위치가 홈 폭 방향[리드 단자(2, 3)의 판 두께 방향]에서 변동되었다고 해도, 테이퍼면(34)의 안내 효과에 의해 리드 단자(2, 3)의 선단면(e)을 수용 홈(33)의 평탄면(35)에 확실하게 접촉시킬 수 있다.
또한, 각 전지(1)마다 독립하고 있고 콘택트 프로브를 지지하고 있는 충방전 유닛(22)의 슬라이더(26)는, 압축 코일 스프링(28)의 가압력에 대향하여 슬라이드 이동 가능하므로, 상기한 바와 같이 각 전지(1)측의 리드 단자(2, 3)를 대응하는 충방전 유닛(22) 측의 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)에 일제히 압박하였을 때에는, 각 충방전 유닛(22)은 압축 코일 스프링(28)의 가압력에 대향하여 후퇴할 수 있다. 이에 의해, 각 전지(1)측의 리드 단자(2, 3)와 그것에 대응하는 충방전 유닛(22)측의 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)의 접근 이격 방향에서의 상대 위치 오차도 흡수하는 것이 가능해진다. 이에 의해서도 또한, 각 전지(1)의 리드 단자(2, 3)를 그것에 대응하는 충방전 유닛(22)측의 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)에 확실하게 압박하는 것이 가능해진다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 서로 쌍을 이루어 공통의 리드 단자(2, 3)에 접촉하게 되는 파워측 접촉자(23) 및 계측측 접촉자(24)는, 공통의 슬라이더(26)에 대해 또한 공통의 축체(30)를 통해 각각에 요동 또는 회전 가능하고, 동시에 압축 코일 스프링(32)의 가압력에 대향하여 후퇴하는 것이 가능하고, 파워측 접촉자(23) 및 계측측 접촉자(24)는 각각에 독립된 플로팅 자유도를 갖고 있게 된다. 그로 인해, 파워측 접촉자(23) 및 계측측 접촉자(24)에 대해 공통의 리드 단자(2, 3)가 압박되었을 때에, 그 리드 단자(2, 3)를 포함하는 전지(1)가 기울어져 있고, 예를 들어 도 7의 평탄면(35)과 리드 단자(2, 3)의 선단면(e)이 비평행이라도, 파워측 접촉자(23) 및 계측측 접촉자(24)의 플로팅 자유도로써 리드 단자(2, 3)의 자세를 따르도록 추종시켜, 양자를 확실하게 밀착시킬 수 있다.
또한, 도 7의 슬라이더(22) 전체를 가압하고 있는 압축 코일 스프링(28)의 스프링 상수보다도, 쌍을 이루는 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)를 개별적으로 가압하고 있는 압축 코일 스프링(32)의 스프링 상수를 작게 설정해 두는 것이 바람직하다.
따라서, 이상과 같은 콘택트 프로브인 파워측 접촉자(23)나 계측측 접촉자(24)측의 평탄면(35)과 대응하는 전지(1)측의 리드 단자(2, 3)의 곧은 선단면(e)과의 접촉 상태에서는, 그 후에 일반적으로 행해지는 충방전 동작 및 콘택트 체크를 행할 때에, 종래의 클립에 의한 끼워 넣기 방식에 비해 양호한 접촉 상태가 얻어지게 된다. 그로 인해, 각 전지(1)의 전압을 정확하게 모니터링할 수 있음과 함께, 콘택트 체크 종료 후의 충방전을 행할 때에, 파워측 접촉자(23)에 전류를 흘려도, 리드 단자(2, 3)에서의 접촉 저항을 종래의 방식보다도 낮게 억제할 수 있어, 충방전 검사를 원활하게 행할 수 있다. 또한, 파워측 접촉자(23)와 그것에 대응하는 전지(1)측의 리드 단자(2, 3)의 접촉부에서의 온도 상승이나 열부하를 억제할 수 있어, 충방전 검사 장치에 포함되는 공조 장치의 전력 부하도 저감시키는 것이 가능해진다.
Claims (10)
- 전지 외장체의 일단부로부터 정극측 및 부극측의 각각의 박판 형상의 리드 단자가 돌출되어 있는 박형 2차 전지의 충방전을 행하는 충방전 검사 장치에 있어서,
적층 상태에서 정렬되어 있는 복수의 박형 2차 전지를 지지하는 지지체와,
상기 지지체에 지지되어 있는 각각의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 개별적으로 대향하도록 배치되고, 각 리드 단자와 접촉 가능한 콘택트 프로브를 구비하고,
상기 지지체와 각 콘택트 프로브의 접근 이격 동작에 의해, 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 그들에 개별적으로 대응하는 콘택트 프로브가 일괄적으로 접촉 이탈 가능하게 되어 있고,
상기 각 리드 단자는 리드 단자 자체의 돌출 방향의 선단에 위치하여 당해 리드 단자의 판 두께에 상당하는 폭의 선단면을 갖고 있는 것과 함께, 적어도 상기 선단면은 표면 처리가 실시되는 것 없이 단자 소지가 노출되어 있는 것인 한편,
상기 콘택트 프로브는 대응하는 리드 단자를 수용하기 위해 당해 리드 단자측을 향해 광폭으로 되는 대략 V 홈 형상의 수용 홈을 갖고 있음과 함께, 이 수용 홈을 형성하고 있는 양측의 테이퍼면의 최심부에 각 리드 단자의 선단면보다도 광폭이며 또한 당해 선단면과 접촉 가능한 평탄면을 갖고 있고,
상기 지지체와 각 콘택트 프로브의 접근 동작에 기초하여 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 그들에 개별적으로 대응하는 콘택트 프로브가 일괄적으로 접촉하였을 때에, 각 리드 단자의 선단면과 콘택트 프로브측의 평탄면의 면 접촉으로써 양자의 전기적 접속이 이루어지도록 되어 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 콘택트 프로브는 대응하는 리드 단자와의 접근 이격 방향으로 진퇴 이동 가능하게 탄성 지지되어 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치.
- 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 지지체에 지지되어 있는 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 개별적으로 대향 배치되고, 대응하는 리드 단자와의 접근 이격 방향으로 진퇴 이동 가능한 슬라이더와,
상기 슬라이더를 대응하는 리드 단자의 방향을 향해 가압하는 탄성체와,
상기 리드 단자의 면 직각 방향과 평행한 축을 통해 슬라이더에 회전 가능하게 지지된 콘택트 프로브를 구비하고 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치. - 제5항에 있어서, 상기 콘택트 프로브는 슬라이더에 대해 리드 단자의 면 직각 방향과 평행한 축을 통해 회전 가능하며 또한 대응하는 리드 단자와의 접근 이격 방향으로 진퇴 이동 가능하게 지지되어 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 콘택트 프로브는 대응하는 리드 단자의 폭 방향으로 병설된 파워측 접촉 단자와 계측측 접촉 단자로 구성되고,
이들 파워측 접촉 단자 및 계측측 접촉 단자는, 슬라이더에 대해 리드 단자의 면 직각 방향과 평행한 축을 통해 독립적으로 회전 가능하며 또한 대응하는 리드 단자와의 접근 이격 방향으로 독립적으로 진퇴 이동 가능하게 지지되어 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치. - 제7항에 있어서, 상기 슬라이더에 대해 진퇴 이동 가능하게 지지되어 있는 파워측 접촉 단자 및 계측측 접촉 단자는, 대응하는 리드 단자측을 향해 탄성체에 의해 가압되어 있는, 박형 2차 전지의 충방전 검사 장치.
- 삭제
- 전지 외장체의 일단부로부터 정극측 및 부극측의 각각의 박판 형상의 리드 단자가 돌출되어 있는 박형 2차 전지의 충방전의 검사를 행하는 방법이며,
복수의 박형 2차 전지가 적층 상태에서 정렬되어 지지되어 있는 지지체와, 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 개별적으로 대응하여 당해 각 리드 단자와 접촉 가능한 콘택트 프로브를 접근 이격 가능하게 대향 배치하고,
상기 각 리드 단자는 리드 단자 자체의 돌출 방향의 선단에 위치하여 당해 리드 단자의 판 두께에 상당하는 폭의 선단면을 갖고 있음과 함께, 적어도 상기 선단면은 표면 처리가 실시되는 것 없이 단자 소지가 노출되어 있는 한편,
상기 콘택트 프로브는 대응하는 리드 단자를 수용하기 위해 당해 리드 단자측을 향해 광폭으로 되는 대략 V 홈 형상의 수용 홈을 갖고 있음과 함께, 이 수용 홈을 형성하고 있는 양측의 테이퍼면의 최심부에 각 리드 단자의 선단면보다도 광폭이며 또한 당해 선단면과 접촉 가능한 평탄면을 갖고 있고,
상기 지지체와 각 콘택트 프로브의 접근 동작에 기초하여 복수의 박형 2차 전지의 각 리드 단자와 그들에 개별적으로 대응하는 콘택트 프로브를 일괄적으로 접촉시키고,
상기 각 리드 단자와 콘택트 프로브가 일괄적으로 접촉하였을 때에, 각 리드 단자의 선단면과 콘택트 프로브측의 평탄면의 면 접촉으로써 양자의 전기적 접속을 행하도록 한, 박형 2차 전지의 충방전 검사 방법.
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