KR101839404B1 - 전지셀 제조용 지그 및 이를 사용하여 제조되는 전지셀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지셀 제조 공정에 사용되는 전지셀 제조용 지그로서, 복수의 전지셀들이 장착되어 정위치 고정되는 지그 본체; 및 상기 지그 본체의 상단에 연결되어 있으며, 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되는 지그 커버; 를 포함하며, 상기 지그 커버의 하단면에는 전지셀의 상단 형상에 대응하는 형상의 만입부를 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그를 제공한다.

Description

전지셀 제조용 지그 및 이를 사용하여 제조되는 전지셀 {Jig for Preparation of the Battery Cell and Battery Cell Manufactured Using the Same}
본 발명은 전지셀 제조용 지그 및 이를 사용하여 제조되는 전지셀에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 재료면에서 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높고, 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있고 높은 집적도로 적층되어 제조되는 전지모듈의 전지로도 사용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높다.
이차전지에서 전지반응이 일어나는 전극조립체는 일반적으로 양극 활물질이 도포된 양극판과 음극 활물질이 도포된 음극판 및 분리막에 전해액이 함침되어 있는 구조로 이루어져 있다. 이러한 이차전지의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 젤리-롤형(권취형) 전극조립체와 스택형(적층형) 전극조립체로 구분된다. 따라서, 각형 전지는 젤리-롤형 전극조립체나 스택형 전극조립체를 각형 금속 케이스에 수납함으로써 제조된다.
일반적으로 각형 전지는 각형 금속 캔의 내부에 전극조립체를 장착하고 그것의 개방 상단에 상부 절연체를 탑재한 후, 그 위에 다시 베이스 플레이트를 용접한 뒤 전해액을 주입하여 밀봉하는 조립 과정을 거치게 된다. 이때, 전해액을 소정량 주입하고 주입구를 밀봉하지 않은 상태에서 전지의 활성화를 위해 1 차 충전을 행하고, 재차 전해액을 주입한 후 밀봉한 후 2 차 충전을 행하게 된다.
일반적으로, 전극 조립체 중 하나의 전극(양극 또는 음극) 탭이 베이스 플레이트의 단자에 전기적으로 연결되고 나머지 전극(음극 또는 양극)의 탭이 캔에 전기적으로 연결되도록 구성되어 있다. 이들 중의 하나는 앞서 설명한 바와 같은 안전소자를 경유하여 PCB에 연결되고 나머지 하나는 PCB에 직접 연결된다. 이러한 전기적 연결에는 일반적으로 니켈 또는 니켈/알루미늄 리드가 그 중간에 위치되어 있다.
이러한 각형 이차전지 구성에서 각형의 금속 캔의 상단에 베이스 플레이트를 밀봉하는 방법으로서, 용접 또는 솔더링이 요구되며, 내부에 전해액을 포함하고 있으므로, 전해액의 누액을 방지하기 위하여 추가적으로 각형 캔의 상단 및 베이스 플레이트 사이의 용접부에 대해서 프레스(press) 공정을 수행하는 것이 필요하다.
그러나, 상기 프레스 공정을 수행하기 위하여 용접이 완료된 전지셀을 프레스 지그(press jig)에 안착 시킨 후 상단을 가압하는 형태의 1 : 1 공정을 필요로 하며, 다수의 전지셀에 대해서 프레스 공정을 수행하는 경우, 제조 공정성이 저하되며, 상대적으로 전지팩의 조립공정을 복잡하게 만들고 제조 시간이 증가하여 제품단가가 상승하는 요인으로 작용한다.
따라서, 다수의 전지셀의 상단을 동시에 가압하여 조립공정을 단순화하고, 제조 공정시간을 단축하기 위한 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 전지셀 제조용 지그로서, 다수의 전지셀들이 지그 본체에 정위치로 장착된 상태에서 상기 전지셀들의 상단 형상과 대응하는 만입부를 포함하는 지그 커버를 포함하도록 구성함으로써, 다수의 전지셀들에 대해서 전지셀 상단을 동시에 가압하여 조립공정을 단순화하고, 제조 공정시간을 단축하는 효과를 제공할 수 있는 전지셀 제조용 지그를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀 제조용 지그는, 전지셀 제조 공정에 사용되는 전지셀 제조용 지그로서,
복수의 전지셀들이 장착되어 정위치 고정되는 지그 본체; 및
상기 지그 본체의 상단에 연결되어 있으며, 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되는 지그 커버;
를 포함하며,
상기 지그 커버의 하단면에는 전지셀의 상단 형상에 대응하는 형상의 만입부를 형성되어 있는 구조로 구성된다.
따라서, 본 발명에 따른 전지셀 제조용 지그는 다수의 전지셀들이 지그 본체에 정위치로 장착된 상태에서 상기 전지셀들의 상단 형상과 대응하는 만입부를 포함하는 지그 커버를 포함하도록 구성함으로써, 다수의 전지셀들에 대해서 전지셀 상단을 동시에 가압하여 조립공정을 단순화하고, 제조 공정시간을 단축하는 효과를 제공할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스 내부에 전해액과 함께 밀봉되어 있는 구조의 각형 전지셀인 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로, 상기 전지셀은 전극조립체가 내장된 각형 캔의 개방 상단에 베이스 플레이트가 결합되어 밀봉되는 구조 일 수 있다.
또한, 상기 각형 캔의 개방 상단과 베이스 플레이트 사이의 결합은 용접에 의해 수행되는 것이 바람직하며, 구체적으로 이러한 전지셀 케이스 부재의 용접 방식은, 높은 강도로 결합시켜 밀봉을 이룰 수 있는 것이라면, 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 레이저 용접, 아크 용접, 전기저항 용접, 가스 용접, 초음파 용접 등을 들 수 있으며, 그 중에서도 레이저 용접이 더욱 바람직할 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀을 구성하는 각형 캔 및 베이스 플레이트의 소재는, 전지셀 케이스에 적합한 물성을 가지고, 캔 또는 판재의 형태로 제조될 수 있으면서, 전지셀 케이스를 제조하기 위한 공정에 사용될 수 있는 소재라면, 특별히 제한되는 것은 아니며, 구체적으로는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 각형 캔은 바람직하게는 드로잉 가공(drawing work)으로 성형될 수 있다. 상기 드로잉 가공은, 예를 들어, 딥 드로잉(deep drawing), 각형 드로잉(square shell drawing), 역재 드로잉(reverse redrawing), 이형 드로잉(asymmetric drawing), 팽창 드로잉(expanding forming drawing), 리스트라이킹 드로잉(restriking drawing), 네킹 드로잉(necking drawing), 익스팬딩 드로잉(expanding drawing), 플레어링 드로잉(flaring drawing), 벨마우스 드로잉(bell mouth drawing) 등일 수 있일 수 있으나 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명에 따른 지그 본체는, 복수의 전지셀들이 정위치 고정되는 구조로서, 예를 들어, 전지셀들의 개수에 대응하여, 각각의 전지셀의 상단 부위를 제외한 전지셀의 외면에 형상에 대응하는 크기로 형성되어 있어서 전지셀이 정위치 고정되는 장착 만입부를 포함하고 있는 구조로 구성될 수 있다.
또한, 지그 본체의 수직 높이는 전지셀이 장착된 상태에서 상기 전지셀의 상단 부위가 돌출되기 위한 높이로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 여기서 전지셀 상단 부분은 전극 조립체 중 하나의 전극(양극 또는 음극) 탭이 전기적으로 연결되어 있는 베이스 플레이트가 위치한 부위에 해당한다.
지그 커버는 상기에서 돌출된 전지셀의 상단 부위를 감싸는 형태로 지그 본체와 결합하는 구조로 구성되며, 구체적으로 지그 본체의 외면 상단에는 지그 커버와 결합하기 위한 하나 이상의 본체 결합부를 포함하고 있는 구조로 구성될 수 있고, 마찬가지로 지그 커버의 외면 하단에는 지그 본체와 결합하기 위한 하나 이상의 커버 결합부를 포함하는 구조로 구성될 수 있다.
이때, 상기 지그 본체 및 지그 커버의 결합은 다수의 전지셀을 내장하기 위한 목적이 아닌, 전지셀의 상단 부위를 가압하기 위한 목적이므로, 일정한 이격 거리를 필요로 하며, 구체적으로 커버 결합부는 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되기 위한 이격 유지 부재를 포하는 구조일 수 있다.
상기 이격 유지부재는 지그 본체 및 지그 커버 사이에 일정한 이격 거리를 유지할 수 있고, 상부로부터 인가되는 압력에 의해 이격 거리가 변경되어 전지셀 상단을 안정적으로 가압하기 위한 부재가 바람직하며, 예를 들어, 커버 결합부에 이격 유지부재로서, 지그 본체 및 지그 커버 사이에 압축 스프링이 위치한 구조일 수 있으나, 이것만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 이격 거리는 상부로부터 인가되는 압력에 의해 충분히 전지셀 상단 부분을 가압하기 위한 거리로서 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 0.3 mm 내지 10 mm 범위 내인 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀 제조용 지그를 사용하여 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 전극조립체를 전해액과 함께 각형 캔에 내장하고 상기 각형 캔의 개방 상단에 베이스 플레이트를 결합하는 과정;
(b) 상기 각형 캔의 개방 상단과 베이스 플레이트 사이에 용접을 수행하는 과정;
(c) 상기 과정(b)에서 제조된 전지셀을 전지셀 제조용 지그에 장착하는 과정으로서, 상기 전지셀의 상단 부위가 돌출되도록 지그 본체에 장착하는 과정;
(d) 상기 과정(c)에서 전지셀이 장착된 지그 본체의 상단에 지그 커버를 결합하는 과정; 및
(e) 상기 전지셀이 장착된 전지셀 제조용 지그의 상단을 압축하는 과정;을 포함하는 각형 전지셀 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기의 전지셀 제조용 지그를 사용하여 제되는 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.
상기 전지셀은 충방전이 가능한 이차전지라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 중량 대비 고출력을 제공하는 리튬 이온 전지셀 또는 리튬 폴리머 전지셀이 사용될 수 있다.
참고로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.
또한, 상기 각형 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩과, 상기 전지팩을 전원으로 사용하는 디바이스를 제공하는 바, 상기 디바이스는 구체적으로, 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 캠코더, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전력저장 장치 등일 수 있다.
전지팩과 디아비스의 구조 및 그것의 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 제조용 지그는, 다수의 전지셀들이 지그 본체에 정위치로 장착된 상태에서 상기 전지셀들의 상단 형상과 대응하는 만입부를 포함하는 지그 커버를 포함하도록 구성함으로써, 다수의 전지셀들에 대해서 전지셀 상단을 동시에 가압하여 조립공정을 단순화하고, 제조 공정시간을 단축하는 효과를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그에 포함되는 지그 본체의 사진이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그에 포함되는 지그 커버의 사진이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그의 측면에 대한 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그를 압착하는 과정에 대한 사진이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그에 포함되는 지그 본체의 사진이 개시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그에 포함되는 지그 커버의 사진이 개시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀 제조용 지그(100)는 다수의 전지셀(110)들이 장착되어 정위치 고정되는 지그 본체(120)를 포함하며, 상기 지그 본체(120)는 전지셀(110)들의 개수에 대응하여, 각각의 전지셀(110)의 상단 부위를 제외한 전지셀(110)의 외면에 형상에 대응하는 크기로 형성되어 있어서 전지셀(110)이 정위치 고정되는 장착 만입부(130)들을 포함하고 있다.
지그 본체(120)의 수직 높이는 전지셀(110)이 장착된 상태에서 상기 전지셀(110)의 상단 부위가 돌출되기 위한 높이로 형성되어 있으며, 지그 본체(110)의 외면 상단에는 지그 커버(140)와 결합하기 위한 2개의 본체 결합부(121, 122)를 포함하고 있다.
지그 커버(140)의 하단면에는 전지셀(110)의 상단 형상에 대응하는 형상의 만입부(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 지그 커버(140)의 외면 하단에는 지그 본체(120)와 결합하기 위한 2 개의 커버 결합부(141, 142)가 형성되어 있으며, 커버 결합부(141, 142)는 지그 본체(120)의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되기 위하여 압축 스프링으로 구성된 이격 유지 부재(하기 도면 참조)를 포함하고 있다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그의 측면에 대한 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조용 지그를 압착하는 과정에 대한 사진이 개시되어 있다.
도 3을 도 1 및 2와 함께 참조하면, 전지셀 제조용 지그(100)는 다수의 전지셀(110)들이 장착되어 정위치 고정되는 지그 본체(120)의 상단에 전지셀(110)의 상단 형상에 대응하는 형상의 만입부를 포함하는 지그 커버(140)가 결합되어 있는 구조로 구성되며, 지그 본체(120)의 상단 양측에 형성된 2개의 본체 결합부(121, 122)가 지그 커버(140)의 양측 하단에 형성된 2 개의 커버 결합부(141, 142)를 삽입되는 형태로 결합되어 있다.
이때 본체 결합부(121, 122) 및 커버 결합부(141, 142) 사이에는 압축 스프링으로 구성된 이격 유지 부재(151, 152)가 위치하여 지그 본체(120) 및 지그 커버(140)가 결합된 상태에서도 두 부재간의 일정한 거리(L)를 이격 시키는 역할을 하고 있으며, 압축 장치에 의해 상부로부터 압력이 가해질 때 지그 본체(120)와 지그 커버(140) 사이가 맞닿는 형태로 전지셀(110) 상단을 가압하는 구조로 구성된다.
또한, 도 4에서 처럼, 압축 장치(200)를 다수의 전지셀(110)들이 장착된 전지셀 제조용 지그(100) 복수개를 장착하는 구조를 구성함으로써, 간소하고 용이한 조립 라인을 구성하여 전지팩 제조 공정성 및 생산성을 향상시킬 수 있고, 필요에 따라 일렬의 과정을 자동화하여 대량 생산하는 것이 가능하다.
따라서, 이러한 구조의 전지셀 제조용 지그는 다수의 전지셀들에 대해서 장착 및 탈착이 용이하고, 전지셀 상단을 동시에 가압하여 조립공정을 단순화하고, 제조 공정시간을 단축하는 효과를 제공할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 전지케이스 내부에 전해액과 함께 밀봉되어 있는 구조의 각형 전지셀의 제조 공정 중 각형 캔의 개방 상단 및 베이스 플레이트 사이가 결합되어 밀봉되는 용접부에 대해서 가압 공정을 수행하기 위한 전지셀 제조용 지그로서,
    복수의 전지셀들이 장착되어 정위치 고정되는 지그 본체; 및
    상기 지그 본체의 상단에 연결되어 있으며, 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되는 지그 커버;
    를 포함하며,
    상기 지그 커버의 하단면에는 전지셀의 상단 형상에 대응하는 형상의 만입부를 형성되어 있고,
    상기 지그 본체의 외면 상단에는 지그 커버와 결합하기 위한 하나 이상의 본체 결합부를 포함하며, 상기 지그 커버의 외면 하단에는 지그 본체와 결합하기 위한 하나 이상의 커버 결합부를 포함하고,
    상기 본체 결합부 및 커버 결합부 사이에서, 커버 결합부는 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되기 위한 이격 유지 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각형 캔은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 각형 캔은 드로잉 가공(drawing work)으로 성형되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 지그 본체는 전지셀들의 개수에 대응하여, 각각의 전지셀의 상단 부위를 제외한 전지셀의 외면에 형상에 대응하는 크기로 형성되어 있어서 전지셀이 정위치 고정되는 장착 만입부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 지그 본체의 수직 높이는 전지셀이 장착된 상태에서 상기 전지셀의 상단 부위가 돌출되기 위한 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 유지 부재는 상부로부터 인가되는 압력에 의해 이격 거리가 변경될 수 있는 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 거리는 0.3 mm 내지 10 mm 범위 내인 것을 특징으로 하는 전지셀 제조용 지그.
  14. 제 1 항에 따른 전지셀 제조용 지그를 사용하여 전지셀을 제조하는 방법으로서,
    (a) 전극조립체를 전해액과 함께 각형 캔에 내장하고 상기 각형 캔의 개방 상단에 베이스 플레이트를 결합하는 과정;
    (b) 상기 각형 캔의 개방 상단과 베이스 플레이트 사이에 용접을 수행하는 과정;
    (c) 상기 과정(b)에서 제조된 전지셀을 전지셀 제조용 지그에 장착하는 과정으로서, 상기 전지셀의 상단 부위가 돌출되도록 지그 본체에 장착하는 과정;
    (d) 상기 과정(c)에서 상기 지그 본체의 외면 상단에는 지그 커버와 결합하기 위한 하나 이상의 본체 결합부를 포함하며, 상기 지그 커버의 외면 하단에는 지그 본체와 결합하기 위한 하나 이상의 커버 결합부를 포함하여 전지셀이 장착된 지그 본체의 상단에 지그 커버를 결합하는 과정; 및
    (e) 상기 본체 결합부 및 커버 결합부 사이에서, 커버 결합부는 지그 본체의 상단으로부터 일정한 이격 거리를 유지한 상태로 결합되기 위한 이격 유지 부재를 포함하여, 상기 전지셀이 장착된 전지셀 제조용 지그의 상단을 압축하는 형태로 상기 각형 캔의 개방 상단 및 베이스 플레이트 사이의 용접부에 대해서 가압 공정을 수행하는 과정;
    을 포함하는 각형 전지셀 제조방법.
  15. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 8 항, 및 제 12 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 전지셀 제조용 지그를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 15 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  17. 제 16 항에 따른 전지팩을 전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 디바이스는 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템 및 캠코더로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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