KR101876834B1 - 전해액 주입 장치 및 주입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해액 주입 장치(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 함입 공간 측으로 팰릿 유닛(30) 및 하우 하우징(50)을 수용하는 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 내측 일부를 진공 형성하는 진공수단(20); 전지 케이스(C)가 분리 가능하도록 결합 고정되며, 후술할 하부 하우징(50) 상에 안착되는 팰릿 유닛(30); 하방으로 소정 거리 이동하여 전지 케이스(C) 내에 전해액이 주입되도록 하는 주입 노즐(40); 그 상부에는 팰릿 유닛(30)이 안착되고, 승하강되어 상기 팰릿 유닛(30)을 주입 노즐(40) 측으로 또는 상기 노즐(40)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 하부 하우징(50); 상기 주입 장치(1)의 하 측에 고정 형성되는 변위 측정 플레이트(60); 승하강되어 상기 주입 노즐(40) 측의 토출구를 개폐하는 주입밸브부(70); 및 상기 주입밸브부(70)가 승하강되도록 하는 승하강 작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전해액 주입 장치 및 주입 방법{APPARATUS FOR INJECTING ELECTROLYTE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전해액 주입 장치(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 함입 공간 측으로 팰릿 유닛(30) 및 하우 하우징(50)을 수용하는 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 내측 일부를 진공 형성하는 진공수단(20); 전지 케이스(C)가 분리 가능하도록 결합 고정되며, 후술할 하부 하우징(50) 상에 안착되는 팰릿 유닛(30); 하방으로 소정 거리 이동하여 전지 케이스(C) 내에 전해액이 주입되도록 하는 주입 노즐(40); 그 상부에는 팰릿 유닛(30)이 안착되고, 승하강되어 상기 팰릿 유닛(30)을 주입 노즐(40) 측으로 또는 상기 노즐(40)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 하부 하우징(50); 상기 주입 장치(1)의 하 측에 고정 형성되는 변위 측정 플레이트(60); 승하강되어 상기 주입 노즐(40) 측의 토출구를 개폐하는 주입밸브부(70); 및 상기 주입밸브부(70)가 승하강되도록 하는 승하강 작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 전지는 분리막(separator) 에 의해 서로 분리되는 양극(cathode or positive electrode)과 음극(anode or negative electrode) 및 상기 두 전극 사이에 이온 전달을 가능하게 하는 전해질을 포함하여 전기 에너지를 공급한다.

상기 전지는 한번 사용 후 버려지는 1차 전지(일반 전지)와, 충전을 통해 재사용이 가능한 2차 전지로 구분되며, 근래에는 휴대폰, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 전자기기들의 보급으로 2차 전지의 수요량이 급증하고 있고, 그에 맞추어 2차 전지의 성능이 점차 개선되어 대량 생산되고 있다. 한편, 리튬 이온(Li-ion) 전지를 비롯한 통상의 전지는 전지 내에서 이온 이동이 가능하도록 하는 전해질로 액상의 전해액을 사용하고 있다. 즉, 상기 전지는 양극판과, 음극판, 양극판과 음극판 사이를 차단하는 분리막을 전지 케이스 내부로 삽입한 후 전지 케이스 내부에 전해액을 주입한 후 전지 케이스를 밀폐시켜 제조되는 것이다.

이하에서는 종래의 전지용 전해액 주입 장치의 문제점에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 종래의 전지용 전해액 주입 장치에 관한 단면도이고; 도 2는 도 1에 따른 전해액 주입 장치의 노즐부재를 확대한 참고도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 전해액 주입 장치(90)는 내부 공간을 모두 진공 형성하며 하측이 개방되어 내부 공간에 케이스 지그부재(930)를 수용하는 진공 챔버(910); 전해액 저장 케이스를 고정하는 케이스 고정 플레이트(930a)와, 상기 케이스 고정 플레이트(930a) 결합하며 전지 케이스를 고정하는 지그 플레이트(930b)를 구비한 지그 플레이트(930); 하부 승하강 장치에 의하여 함께 승하강되어 그 상측에 결합된 지그 플레이트(930)를 진공 챔버(910) 내부 공간 측으로 이동시키는 하부 하우징(950); 및 진공 챔버(910) 상부와 결합한 상부 하우징을 관통하여 전해액 저장 케이스 측으로 전해액을 유출시키는 노즐부재(970);를 포함한다.

먼저, 종래의 전해액 주입 장치(90)는 진공수단(990)에 의하여, 예를 들어 원통형의 진공 챔버(910) 내부 공간을 모두 진공 형성한다. 따라서, 진공 상태로 유지하여야 할 내부 공간 체적이 상대적으로 커 진공 형성 시간이 지체된다. 이는 곧 전해액 주입 공정의 1 순환 시간 증가를 의미하여, 결국 대량 공정 수율은 현저히 나빠질 수밖에 없다.

또한, 도 2를 참조하면, 종래의 노즐부재(970)는 그 하단이 진공 챔버(910)의 상부 플레이트(910a)의 하단과 대략 일치하도록 위치함으로써, 전해액 저장 케이스 측으로 주입시, 상기 노즐부재(970)의 토출구로부터 유출된 전해액이 상부 플레이트(910a)의 하부면을 타고 유동할 가능성 역시 배제할 수 없다. 이는 곧 공정의 청정도를 저하시키며, 필연적으로 전해액 주입 공정을 중지하고 세척 작업을 자주 진행하여야 한다. 그에 따라 공정의 수율은 더욱 저하된다.

그리고, 하우 하우징(950)의 승강시, 전해액 저장 케이스의 상단부와 상부 플레이트(910a)의 하부면이 완전 밀폐되도록 대면되어야 한다. 종래의 장치(90)에는 작업자를 이것을 확인할 수 있는 별도의 방법이 전무하였으며, 작업자의 경험에 의존할 수밖에 없었다. 따라서, 작업자의 숙련도에 따라 공정의 수율이 좌우되는 문제 역시 발생한다.

상기와 같이 문제점들을 일거에 해결하기 위하여, 본 발명의 발명자들은 개선된 기능을 가지는 전해액 주입 장치(1) 및 주입 방법을 개시하고자 한다.

한국등록특허 제10-0735657호 '이차전지 전해액 주입장치 및 주입방법'

앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명은 상부 하우징의 일부 공간, 즉 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 이격 공간과, 측면 플레이트 및 진공 챔버의 이격 공간만을 진공 형성하며, 팰릿 유닛과 하부 하우징이 삽입되는 하부 플레이트들 사이의 이격 공간은 진공 미형성하여, 전해액 주입을 위해 필요한 부위만을 진공 발생시킴으로써 진공 형성 시간(펌핑 시간) 단축 및 그에 따른 전해액 주입 작업의 순환 속도 개선과 함께 대량 공정 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저장 케이스의 상부 내측에 결합되는 상부 실링부의 최상단부 높이가 저장 케이스의 최상단부 높이와 일치하도록 하여, 하부 하우징 승강 동작시 저장 케이스와 중간 플레이트가 밀폐되도록 면 접촉되어 양 구성 사이에 이격 공간을 미형성하도록 함으로써 주입 노즐의 토출구를 통하여 유동하는 전해액이 저장 케이스의 외측으로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상하부 플레이트 사이에 위치한 진공 실린더 하강 동작시 상부 플레이트가 중간 플레이트와 밀폐되도록 면 접촉하여 진공 밀폐성을 더욱 향상할 수 있도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 면 접촉시 주입 노즐의 하단부가 중간 플레이트의 하부면보다 하방으로 돌출되고 저장 케이스의 상부 실링부의 내측으로 부분 삽입되도록 함으로써, 주입 노즐의 토출구를 통하여 유출되는 전해액이 중간 플레이트의 하부면을 타고 유동하는 것을 미연에 방지하며 오염 발생 가능성을 사전에 차단하여 주입 장치의 세척 빈도를 줄이도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제1 및 제2 승하강 플레이트 사이에 위치하여 하부 하우징 승강 동작시 제1 및 제2 승하강 플레이트의 상호 압축에 의해 발생하는 압력을 측정하는 압력 측정부를 구비하여 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 기계적으로 측정 가능하도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 변위 측정 플레이트의 상부면에 구비된 변위 측정부를 이용하여 하부 하우징의 승강시 변위 측정부로부터의 이격 거리를 측정함으로써 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 전기적으로 측정 가능하도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 기계적 수단인 압력 측정부 및 전기적 수단인 변위 측정부를 동시에 구비함으로써 진공 밀폐성을 2단으로 측정함과 동시에, 일 구성 파손 또는 오작동시에도 진공 밀폐성을 판단할 수 있도록 하는 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치는 내부 함입 공간 내측으로 팰릿 유닛 및 하우 하우징을 수용하는 상부 하우징; 상기 상부 하우징의 내측 공간을 진공 형성하는 진공수단; 전지 케이스가 분리 가능하도록 결합 고정되며 하부 하우징 상에 안착되는 팰릿 유닛; 하방으로 소정 거리 이동하여 전지 케이스 내에 전해액이 주입되도록 하는 주입 노즐; 상부에 팰릿 유닛이 안착되고, 승하강되어 상기 팰릿 유닛을 주입 노즐 측으로 또는 상기 노즐로부터 멀어지도록 이동시키는 하부 하우징; 주입 장치의 하 측에 고정 형성되는 변위 측정 플레이트; 승하강되어 상기 주입 노즐 측의 토출구를 개폐하는 주입밸브부; 및 상기 주입밸브부의 승하강 동작을 도모하는 승하강 작동부;를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 상부 하우징은 최상부에 수평 방향을 따라 연장 형성된 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트와 하방으로 이격되어 수평 방향을 따라 연장 형성된 중간 플레이트; 상기 중간 플레이트의 외측 양 말단부로부터 하방으로 연장 형성된 측면 플레이트; 상기 양 측면 플레이트의 하단으로부터 외측으로 연장 형성된 하부 플레이트; 및 상기 측면 플레이트를 감싸도록 상부 플레이트의 하부면 일 측으로부터 하부 플레이트의 상부면 일 측까지 연장 형성되는 진공 챔버;를 포함하고, 상기 진공수단은 일단은 진공 펌프와, 타단은 측면 플레이트 및 진공 챔버 사이의 상부 플레이트 상측에 연결되는 진공관;을 포함하여, 상기 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 이격 공간과, 측면 플레이트 및 진공 챔버의 이격 공간만을 진공 형성하도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 팰릿 유닛은 상측으로부터 하방으로 일정 깊이 함입 형성된 다수의 결합홈을 구비하여 전지 케이스를 해제 가능하도록 결합시키는 지그 플레이트; 저장 케이스를 해제 가능하도록 결합하기 위하여 상측으로부터 하방으로 관통 형성된 다수의 삽입공을 포함하며 지그 플레이트 상에 결합되는 고정 플레이트; 및 주입 노즐로부터 유입된 전해액을 저장하며 전지 케이스의 상단부와 연결되는 저장 케이스;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 저장 케이스는 전해액을 저장 및 배출하는 저장실; 상부에 상기 저장실과 연통되는 유입구; 하부에 상기 저장실과 연통되는 유출구; 상기 유입구의 내측에 결합되는 상부 실링부; 및 상기 유출구의 내측에 결합되는 하부 실링부;를 포함하고, 상기 상부 실링부는 저장 케이스에 결합되었을 때 최상단부의 높이가 저장 케이스의 최상단부 높이와 일치하도록 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 상부 플레이트는 내측에 상기 주입 노즐을 수용하기 위하여 연직 방향을 따라 형성된 다수의 관통공을 구비하며, 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에는 진공 실린더가 배치되어, 상기 진공 실린더 하강시 상기 상부 플레이트 및 주입 노즐이 하강 동작하여 상기 상부 플레이트와 중간 플레이트가 밀폐되도록 면 접촉된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 주입 노즐은 하방으로 연장될수록 좁아지는 형상의 경사부; 상기 경사부의 하단으로부터 연직 방향으로 연장 형성된 연장부; 및 상기 연장부의 하단으로부터 일정한 직경으로 하방 연장되는 주입부;를 포함하고, 상기 상부 플레이트와 중간 플레이트의 면 접촉시 상기 주입부의 하단부가 중간 플레이트의 하부면보다 하방으로 돌출되어 상기 상부 실링부 내측으로 부분 삽입될 수 있도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 하부 하우징은 주입 장치 하단에 위치한 승하강 수단의 승하강 동작과 대응되어 승하강 하는 승하강 플레이트; 바 형상으로 형성되어 상기 승하강 수단에 의하여 직접적으로 승하강 동작하는 승하강 바; 및 하기 제1 및 제2 승하강 플레이트 사이에 위치하여 하부 하우징의 승강 동작시 상기 제1 및 제2 승하강 플레이트의 상호 압축에 의해 발생하는 압력을 측정함으로써 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정하는 압력 측정부;를 포함하고, 상기 승하강 플레이트는 팰릿 유닛의 하부에 상기 지그 플레이트와 결합되어 상기 팰릿 유닛과 함께 승하강 동작하는 제1 승하강 플레이트; 및 상기 제1 승하강 플레이트의 하부에 상기 제1 승하강 플레이트와 연결되어 승하강 동작하는 제2 승하강 플레이트;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 변위 측정 플레이트는 상부면에 레이저 변위 센서로 이루어진 변위 측정부;를 포함하여, 전해액 주입을 위한 하부 하우징의 승강시 변위 측정부로부터의 이격 거리를 측정하여 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정할 수 있도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 주입 밸브부는 승하강하여 주입 노즐의 토출구를 개폐하는 개폐 플런저; 및 다수의 개폐 플런저가 장착 및 고정되어 상기 승하강 작동부에 따라 함께 승하강하는 플런저 고정 플레이트;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 전해액 주입 장치의 상기 하부 하우징은 주입 장치 하단에 위치한 승하강 수단의 승하강 동작과 대응되어 승하강 하는 승하강 플레이트; 바 형상으로 형성되어 상기 승하강 수단에 의하여 직접적으로 승하강 동작하는 승하강 바; 및 하기 제1 및 제2 승하강 플레이트 사이에 위치하여 하부 하우징의 승강 동작시 상기 제1 및 제2 승하강 플레이트의 상호 압축에 의해 발생하는 압력을 측정함으로써 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정하는 압력 측정부;를 포함하고, 상기 승하강 플레이트는 팰릿 유닛의 하부에 상기 지그 플레이트와 결합되어 상기 팰릿 유닛과 함께 승하강 동작하는 제1 승하강 플레이트; 및 상기 제1 승하강 플레이트의 하부에 상기 제1 승하강 플레이트와 연결되어 승하강 동작하는 제2 승하강 플레이트;를 포함하고, 상기 변위 측정 플레이트는 상부면에 레이저 변위 센서로 이루어지며, 전해액 주입을 위한 하부 하우징의 승강시 변위 측정부로부터의 이격 거리를 측정하여 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정할 수 있도록 하는 변위 측정부;를 포함하여, 2단으로 진공 밀폐성을 판단하도록 한다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은 상부 하우징의 일부 공간, 즉 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 이격 공간과, 측면 플레이트 및 진공 챔버의 이격 공간만을 진공 형성하며, 팰릿 유닛과 하부 하우징이 삽입되는 하부 플레이트들 사이의 이격 공간은 진공 미형성하여, 전해액 주입을 위해 필요한 부위만을 진공 발생시킴으로써 진공 형성 시간(펌핑 시간) 단축 및 그에 따른 전해액 주입 작업의 순환 속도 개선과 함께 대량 공정 수율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 저장 케이스의 상부 내측에 결합되는 상부 실링부의 최상단부 높이가 저장 케이스의 최상단부 높이와 일치하도록 하여, 하부 하우징 승강 동작시 저장 케이스와 중간 플레이트가 밀폐되도록 면 접촉되어 양 구성 사이에 이격 공간을 미형성하도록 함으로써 주입 노즐의 토출구를 통하여 유동하는 전해액이 저장 케이스의 외측으로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 하는 효과가 도출될 수 있다.

또한, 본 발명은 상하부 플레이트 사이에 위치한 진공 실린더 하강 동작시 상부 플레이트가 중간 플레이트와 밀폐되도록 면 접촉하여 진공 밀폐성을 더욱 향상할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 면 접촉시 주입 노즐의 하단부가 중간 플레이트의 하부면보다 하방으로 돌출되고 저장 케이스의 상부 실링부의 내측으로 부분 삽입되도록 함으로써, 주입 노즐의 토출구를 통하여 유출되는 전해액이 중간 플레이트의 하부면을 타고 유동하는 것을 미연에 방지하며 오염 발생 가능성을 사전에 차단하여 주입 장치의 세척 빈도를 줄이도록 하는 효과를 보인다.

또한, 본 발명은 제1 및 제2 승하강 플레이트 사이에 위치하여 하부 하우징 승강 동작시 제1 및 제2 승하강 플레이트의 상호 압축에 의해 발생하는 압력을 측정하는 압력 측정부를 구비하여 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 기계적으로 측정 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 변위 측정 플레이트의 상부면에 구비된 변위 측정부를 이용하여 하부 하우징의 승강시 변위 측정부로부터의 이격 거리를 측정함으로써 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 전기적으로 측정 가능하도록 하는 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명은 기계적 수단인 압력 측정부 및 전기적 수단인 변위 측정부를 동시에 구비함으로써 진공 밀폐성을 2단으로 측정함과 동시에, 일 구성 파손 또는 오작동시에도 진공 밀폐성을 판단할 수 있도록 하는 효과가 도출된다.

도 1은 종래의 전지용 전해액 주입 장치에 관한 단면도이고;
도 2는 도 1에 따른 전해액 주입 장치의 노즐부재를 확대한 참고도이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치의 단면도이고;
도 4는 도 3에 따른 팰릿 유닛의 사시도이고;
도 5는 도 3에 따른 팰릿 유닛의 단면도이고;
도 6은 도 5에 따른 저장 케이스의 종래의 저장 케이스와의 비교 참고도이고;
도 7은 도 3에 따른 주입노즐의 확대 참고도이고;
도 8은 도 3에 따른 승하강 작동부의 측면도이고;
도 9 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치를 이용한 주입 공정 단계를 설명하기 위한 사용상태도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 되며 청구범위에 기재된 사항을 기준으로 해석되어야 한다. 또한, 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 참고적으로 제공되는 것일 뿐이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치 및 주입 방법을 설명하기에 앞서, '외측 방향'이란 주입 장치의 중심 수직축으로부터 멀어지는 방향을, '내측 방향'이란 외측 방향과 반대 방향을 지칭하는 것으로 이해한다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치 및 주입 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치의 단면도이다.

도 3을 참고하면, 본 발명은 전해액 주입 장치(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부 함입 공간 측으로 팰릿 유닛(30) 및 하우 하우징(50)을 수용하는 상부 하우징(10); 상기 상부 하우징(10)의 내측 일부를 진공 형성하는 진공수단(20); 전지 케이스(C)가 분리 가능하도록 결합 고정되며, 후술할 하부 하우징(50) 상에 안착되는 팰릿 유닛(30); 하방으로 소정 거리 이동하여 전지 케이스(C) 내에 전해액이 주입되도록 하는 주입 노즐(40); 그 상부에는 팰릿 유닛(30)이 안착되고, 승하강되어 상기 팰릿 유닛(30)을 주입 노즐(40) 측으로 또는 상기 노즐(40)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 하부 하우징(50); 상기 주입 장치(1)의 하 측에 고정 형성되는 변위 측정 플레이트(60); 승하강되어 상기 주입 노즐(40) 측의 토출구를 개폐하는 주입밸브부(70); 및 상기 주입밸브부(70)가 승하강되도록 하는 승하강 작동부(80);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상부 하우징(10)은 저면 일 측이 상방으로 함입 형성되며, 바람직하게 저면의 중심부 측이 상방으로 소정 거리 함입 형성되고, 함입 공간 내측으로 상방 이동한 팰릿 유닛(30)을 수용할 수 있도록 하는 구성이다.

이를 위하여, 상기 상부 하우징(10)은 상부 플레이트(110), 중간 플레이트(130), 측면 플레이트(150), 하부 플레이트(170)와, 진공 챔버(190)를 포함할 수 있다.

상부 플레이트(110)는 상부 하우징(10)의 최상부에 수평 방향을 따라 연장 형성된 판 형상의 구성으로, 연직 방향을 따라 형성된 다수의 관통공을 구비하며, 상기 관통공에 후술할 주입 노즐(40)을 수용한다. 예를 들어 1 관통공마다 1 주입 노즐(40)을 수용하는 것이 일반적이다. 또한, 후술할 진공 챔버(190)의 외측공간에 있어서, 상부 플레이트(110)와 하부 플레이트(170) 사이에는 진공 실린더(V)가 위치한다. 진공 실런더(V) 하강시, 상부 플레이트(110) 역시 하강 동작하여 중간 플레이트(130)와 밀폐되도록 면 접촉한다. 이에 대해서는 후술할 공정 단계 설명시 상세히 기재하도록 한다.

중간 플레이트(130)는 상부 플레이트(110)와 하방으로 일정 거리 이격되어 수평 방향을 따라 연장 형성된 구성이다. 또한, 상기 중간 플레이트(130)의 횡방향 연장 길이는 후술할 지그 플레이트(310)의 횡방향 연장 길이와 대략 유사하도록 형성하는 것이 바람직하며, 상기 지그 플레이트(310)의 횡방향 연장 길이보다 약간 길게 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 중간 플레이트(130) 역시 연직 방향을 따라 형성된 다수의 관통공을 구비하며, 상부 플레이트(110) 하강 동작시 상기 관통공에 후술할 주입 노즐(40)의 말단부 측이 관통 삽입될 수 있다.

전술한 바와 같이, 종래에는 전해액 주입시 상부 하우징 부재(또는 챔버)의 내부 공간 전체를 진공 형성하는 것이 일반적이었으며, 그에 따라 필요한 부위 이상의 공간에 진공 형성함으로써 내부 공기를 배출하는 시간이 연장되어, 전해액 주입 시간 연장, 주입 작업의 순환 속도 저하 및 생산성 저하 등의 문제가 발생할 수밖에 없었다.

이와 같이 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치(1)는 상부 하우징(10)의 내부 함입 공간 전체를 진공 형성하는 것이 아닌, 상부 플레이트(110)와 중간 플레이트(130) 사이의 이격 공간, 즉 후술할 주입 노즐(40)과 저장 케이스(350)가 대면하는 부위만을 진공 형성함으로써 주입 공정 진행 시간 단축 및 대량 공정 수율 향상 등을 도모할 수 있다. 이에 대한 내용은 하기에서 다시 한 번 상세히 설명하도록 한다.

측면 플레이트(150)는 중간 플레이트(130)의 외측 양 말단부로부터 하방으로 일정 길이 연장 형성된 구성으로, 상기 중간 플레이트(130)와 함께 상방으로 함입된 공간을 형성한다. 전술한 바와 같이, 종래에는 하우징 부재의 내부 공간 전체를 진공 형성하였다. 이를 방지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주입 장치(1)는 측면 플레이트(150)를 구비함으로써 후술할 진공 챔버(190)와의 이격 공간 내측으로만 진공 형성하도록 한다. 종합하면, 진공 형성되는 부위는 상부 및 중간 플레이트(110, 130) 사이 이격 공간과, 측면 플레이트(150) 및 진공 챔버(190) 사이 이격 공간이다. 그러므로, 상호 대향하는 측면 플레이트(150) 사이의 이격 공간은 진공 형성되지 않음으로써(필요 부위만 진공 형성함으로써) 대량 공정시 수율을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 전해액 주입시 상기 양 측면 플레이트(150)의 이격 공간 사이에는 후술할 팰릿 유닛(30)과 하부 하우징(50)이 위치할 수 있도록 한다.

하부 플레이트(170)는 양 측면 플레이트(150)의 하측 말단으로부터 외측 방향으로 일정 길이 연장 형성된 구성이다. 따라서, 진공 형성 부위와 함입 형성 부위를 공간적으로 완벽하게 분리할 수 있다.

진공 챔버(190)는 상부 플레이트(110)의 하부면 일 측으로부터 하측으로 연장 형성되는 구성이다. 예를 들어, 측면 플레이트(150)보다 외측 방향으로 일정 거리 이격되어 하방으로 연장 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 측면 플레이트(150)와의 사이에 이격 공간이 발생하도록 하여, 진공 형성 공간의 기밀성을 유지할 수 있다.

진공수단(20)은 상부 하우징(10)의 일정 공간을 진공 상태로 형성하도록 하는 구성이다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 상부 및 중간 플레이트(110, 130) 사이 이격 공간과, 하부 플레이트(170) 및 진공 챔버(190) 사이 이격 공간을 진공 형성한다. 이를 위하여, 진공수단(20)은 진공관(210) 및 진공 펌프(230)를 포함할 수 있다.

진공관(210)는 일단은 진공 펌프(230)와, 타단은 상부 하우징(10)의 일 측과 연결되어 진공 펌프(230)의 작동시 진공 상부 하우징(10)의 내측 일정 공간을 진공 형성하도록 하는 구성이다. 진공관(210)의 타단은 측면 플레이트(150) 및 진공 챔버(190) 사이의 상부 플레이트(110) 상측에 연결되도록 하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명의 진공수단(20)이 진공 펌프(230)를 구비하는 것 외에, 적합한 공지된 또는 공지될 임의의 다양한 구성을 포함할 수 있으며, 본 발명의 범위가 상기 예시에 의해 제한되는 것은 아님에 유의하여야 한다.

도 4는 도 3에 따른 팰릿 유닛의 사시도이고; 도 5는 도 3에 따른 팰릿 유닛의 단면도이고; 도 6은 도 5에 따른 저장 케이스의 확대 참고도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 팰릿 유닛(30)은 후술할 하부 하우징(50) 상에 장착되며 전해액 주입 단계에서 전지 케이스(C)가 정위치에 고정될 수 있도록 하는 구성이다. 이를 위하여, 팰릿 유닛(30)은 지그 플레이트(310), 고정 플레이트(330), 저장 케이스(350), 탄성부재(370)와, 클램프(390)를 포함할 수 있다.

지그 플레이트(310)는 상측으로부터 하방으로 일정 깊이 함입 형성된 다수의 결합홈(310a)을 구비하여 전지 케이스(들)(C)을 해제 가능하도록 고정 결합하는 구성이다. 따라서, 결합홈(310a)의 내경은 전지 케이스(C)의 외경과 대략 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 지그 플레이트(310)의 결합홈(310a) 내측에는 탄성수단(310b)이 형성된다. 바람직하게, 결합홈(310a)의 하측에 탄성수단(310b)이 형성됨으로써 복원력에 의하여 내측에 고정된 전지 케이스(C)의 상방 이동을 강제한다. 그러므로, 전지 케이스(C)와 후술할 저장 케이스(350)의 밀착을 강제하여 효과적인 기밀성을 도모할 수 있다. 탄성수단(310b)은, 예를 들어 스프링부재일 수 있으나 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 임의의 다양한 구성일 수 있다.

고정 플레이트(330)는 상측으로부터 하방으로 관통 형성된 다수의 삽입공(330a)을 포함하며, 삽입공(330a) 내에 후술할 저장 케이스(350)를 해제 가능하도록 고정하는 구성이다. 또한, 고정 플레이트(330)는 지그 플레이트(310)의 상부에, 결합홈(310a)과 삽입공(330a)의 위치가 상호 매칭되도록 결합된다.

도 3 내지 도 6(a)를 참조하면, 저장 케이스(350)는 고정 플레이트(330)의 일 측에, 바람직하게 삽입공(330a) 내측에 고정되어 내부에 전해액을 저장하는 구성이다. 저장 케이스(350)의 내측에는 전해액을 저장 및 배출하는 저장실(350a)이 형성된다. 또한, 저장 케이스(350)의 상부에는 저장실(350a)과 연통되는 유입구(350b)가, 하부에는 유출구(350c)가 형성된다.

그리고, 유입구(350b)의 내측에는 상부 실링부(350d)가, 유출구(350d)의 내측에는 하부 실링부(350e)가 형성된다. 따라서, 후술할 주입 노즐(40)의 주입부(450)와 연결되는 유입구(350b)와, 전지 케이스(C)와 연결되는 유출구(350d)의 기밀성을 도모할 수 있다. 또한, 상하부 실링부(350d, 350e)는 모두 전해액에 미반응하는 EPDM(Ethylene Propylene Rubber)로 이루어지는 것이 바람직하나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니다.

상부 실링부(350d)는 하측으로 일정 길이 연장되어 전해액 유동 경로를 형성하는 수직부(350d-1)와, 수직부(350d-2) 상단으로부터 상측으로 그 직경이 좁아지도록 형성되는 축경부(350d-2)와, 수직부(350d-3)의 하단으로부터 하측으로 그 직경이 넓어지도록 형성되는 확경부(350d-3)를 포함한다. 따라서, 주입 노즐(40)의 주입부(450)가 축경부(350d-2)에 삽입됨으로써 전해액이 저장 케이스(350)의 외부로 배출 및 그에 따른 오염을 방지한다. 그 이후, 전해액이 수직부(350d-1) 및 확경부(350d-3)를 거쳐 저장실(350a)에 저장되도록 한다.

또한, 저장 케이스(350)의 승강으로 하부 플레이트(170)와 접촉시, 저장 케이스(350)의 상단과 하부 플레이트(170)의 하부면 사이에 기밀한 접촉을 도모하기 위하여, 상부 실링부(350d) 상단부 높이가 저장 케이스(350)의 상단부 높이와 대략 일치하도록 형성하는 것이 바람직하다. 종래에는 상부 실링부의 최상단부가 저장 케이스의 최상단부로부터 상방으로 일정 높이 돌출 형성됨으로써 저장 케이스의 상단과 하부 플레이트의 접촉시 기밀성을 보장할 수 없었다(도 6(b) 참조). 그에 따라 전해액이 저장 케이스의 외측으로 흘러나와 하부 플레이트의 하부면을 타고 유동함으로써 오염이 발생할 가능성이 있었다. 따라서, 상부 실링부(350d)가 저장 케이스(350)에 고정된 상태에서 상기 상부 실링부(350d)의 최상단부 높이를 상기 저장 케이스(350)의 최상단부 높이와 일치하도록 형성하여 이와 같은 종래의 문제점을 방지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 탄성부재(370)는 지그 플레이트(310)의 상부로 돌출되어 고정 플레이트(330)와 결합함으로써 상기 고정 플레이트(330)를 지지하는 구성이다. 탄성부재(370)는 일 예로 스프링부재로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 범위가 상기 예시에 의해 제한되는 것은 아니다.

클램프(390)는 일단부에 고정 플레이트(330) 측면에 형성된 걸림부와 결합하는 턱부(390a)가 구비되며, 지그 플레이트(310)의 측면에 힌지 결합되는 구성이다. 따라서, 스프링에 의하여 탄성적으로 지지되어 소정의 각도 벌어진 뒤 다시 원위치로 복귀되는 구조로 고정 플레이트(330)의 걸림부를 걸어 고정하도록 한다.

도 7은 도 3에 따른 주입노즐의 확대 참고도이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 주입 노즐(40)은 상부 플레이트(110) 및 중간 플레이트(130)의 다수의 관통 공간에 삽입됨으로써 승강된 저장 케이스(350) 내측에 전해액을 주입하도록 하는 구성이다. 이를 위하여, 주입 노즐(40)은 경사부(410), 연장부(430)와, 주입부(450)를 포함할 수 있다.

경사부(410)는 전해액의 하방으로의 용이한 유동을 도모하기 위하여 하방으로 연장될수록 좁아지는 형상을 가진 구성이다. 또한, 경사부(410)의 하단으로부터 일정 길이 연직방향으로 연장 형성된 연장부(430)가 형성되고, 연장부(430)의 하단으로부터 대략 동일한 직경을 가지고 하방으로 일정 길이 연장 형성된 주입부(450)가 구비된다.

또한, 상기 상부 플레이트(110)의 하강에 따른 중간 플레이트(130)와 면 접촉시, 주입부(450)는 그 하단부가 하부 플레이트(170)의 하부면보다 하방으로 돌출될 수 있도록 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 종래에는 주입밸브부 하강시 주입부의 하단부가 하부 플레이트(170)의 하부면과 대략 동일 높이에 위치하도록 하였으나, 이와 같은 경우 전해액이 하부 플레이트(170)의 하부면을 따라 유동하여 오염이 발생할 수 있었다. 다만, 본 발명의 일 실시예와 같이 주입부(450)의 하단부가 하부 플레이트(170)의 하부면보다 하방으로 돌출되도록 하는 경우(따라서 주입부(450)의 말단부가 저장 케이스(350)에 부분 삽입되도록 하는 경우) 중력에 의하여 전해액이 하부 플레이트(170)를 따라 흐를 가능성을 사전에 차단할 수 있다.

도 3을 참조하면, 하부 하우징(50)은 그 상부에 안착된 팰릿 유닛(30)이 승하강되어 상기 팰릿 유닛(30)을 주입 노즐(40) 측으로 또는 상기 노즐(40)로부터 멀어지는 방향으로 승하강되도록 하는 구성이다. 이를 위하여, 하부 하우징(50)은 승하강 플레이트(510), 승하강 바(530)와, 압력 측정부(550)를 포함할 수 있다.

승하강 플레이트(510)는 주입 장치(1) 하단의 승하강 수단의 승강 또는 하강 동작과 대응되어 승하강 되는 구성이며, 제1 승하강 플레이트(510a) 및 제2 승하강 플레이트(510b)를 포함할 수 있다.

제1 승하강 플레이트(510a)는 팰릿 유닛(30)의 하부에 위치하여 승하강 수단의 동작에 따라 상기 팰릿 유닛(30)과 함께 승강 및 하강 동작하는 구성이다. 바람직하게, 제1 승하강 플레이트(510a)는 지그 플레이트(310)의 하부면에서 상기 지그 플레이트(310)와 예를 들어 연결봉과 같은 연결수단에 의하여 결합되어 상기 지그 플레이트(310)와 일체로 승하강 동작한다.

제2 승하강 플레이트(510b)는 제1 승하강 플레이트(510a)의 하부에 상기 제1 승하강 플레이트(510a)와 이격되어 위치하며, 승하강 수단의 동작에 따라 상기 제1 승하강 플레이트(510a)와 함께 승하강 동작하는 구성이다. 제2 승하강 플레이트(510b) 역시 제1 승하강 플레이트(510a)와 연결수단에 의하여 상호 결합되어 상호 일체로 승하강 동작한다. 또한, 제2 승하강 플레이트(510b)의 양 측면 일 측에는 승하강 바(530)와의 결합을 위한 제1 결합수단 수용공(510b-1)이 형성될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 하기에서 하도록 한다.

승하강 바(530)는 바 형상으로 형성되어 승하강 수단 동작에 의해 직접적으로 승강 또는 하강하는 구성이다. 또한, 승하강 바(530)는 제2 승하강 플레이트(510b)와 상호 결합된다. 예를 들어, 제1 결합수단 수용공(미도시)와, 승하강 바(530)의 상단부에 형성된 제2 결합수단 수용공(미도시)의 위치를 상호 매칭시킨 상태에서 볼트와 같은 체결수단을 삽입하여 승하강 바(530)와 제2 승하강 플레이트(510b)를 상호 결합하는 것이 가능하다. 다만 이는 예시적인 것일 뿐이며 본 발명의 범위가 이에 한정되지는 않는다.

승하강 바(530)의 승강시 상기 승하강 바(530)와 연결된 제2 승하강 플레이트(510b)가 함께 승강하며, 제2 승하강 플레이트(510a)와 연결된 제1 승하강 플레이트(510a) 역시 승강한다. 하강시에도 마찬가지이다.

압력 측정부(550)는 제1 및 제2 승하강 플레이트(510a, 510b) 사이에 위치하여 하부 하우징(50)의 승강 동작시 상기 승하강 플레이트들(510a, 510b)의 상호 압축에 의하여 발생하는 압력을 측정함으로써 저장 케이스(350)와 주입부(450)의 진공 밀폐성을 객관적으로 측정할 수 있도록 하는 구성이다. 즉, 전해액 주입 공정 수율 향상을 위해서는 저장 케이스(350)와 주입부(450)의 진공 밀폐성이 필연적으로 담보되어야 하나, 종래에는 이를 확인할 수 있는 객관적인 수단이 전무하여 사용자의 직관에 의해 판단할 수밖에 없었다. 본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 압력 측정부(550)를 이용한 승강시 제1 및 제2 승하강 플레이트(510a, 510b)에 따른 압력을 측정하여 진공 밀폐성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 압력 측정부(550)는 예를 들어 로드셀로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 측정된 압력이 310 내지 350 MPa인 경우, 저장 케이스(350)와 주입부(450)가 완전 진공 밀착된 것으로 판단할 수 있다.

변위 측정 플레이트(60)는 주입 장치(1)의 하 측에 고정 형성되는 구성이다. 상기 변위 측정 플레이트(60)는 전해액 주입을 위한 하부 하우징(50)의 승강 동작시에도 승강되지 않는다. 또한, 변위 측정 플레이트(60)의 상부에는 예를 들어 레이저 변위 센서로 이루어진 변위 측정부(610)가 위치한다. 따라서, 하부 하우징(50)의 승강시 변위 측정부(610)로부터의 이격 거리를 측정하여 저장 케이스(350)와 주입부(450)의 진공 밀폐 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어 제2 승하강 플레이트(510b)와의 이격 거리가 348 내지 358 mm인 경우 완전 진공 밀착된 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 주입 장치(1)는 압력 측정부(550) 및 변위 측정부(610)를 포함하여 2 단으로 진공 밀폐 여부를 확인할 수 있다. 즉, 기계적 수단인 압력 측정부(550)와, 전기적 수단인 변위 측정부(610)를 동시에 구비한다. 따라서, 전기적 수단인 변위 측정부(610)의 오작동시 압력 측정부(550)를 통하여, 이와 반대로 기계적 수단인 압력 측정부(550) 파손시 변위 측정부(610)를 통하여 진공 밀폐 여부를 확인할 수 있다.

주입 밸브부(70)는 승하강되어 주입 노즐(40)의 주입부(450)를 개폐하는 개폐 플런저(710)와, 다수의 개폐 플런저(710)가 장착 및 고정되는 플런저 고정 플레이트(730)를 포함한다. 플런저 고정 플레이트(730)가 하강하면, 고정된 개폐 플런저(710) 역시 하강하여 주입부(450)의 토출구를 폐쇄한다. 반대로, 플런저 고정 플레이트(730)가 승강하면, 개폐 플런저(710) 역시 승강하여 주입부(450)의 토출구가 개방되어 저장 케이스(350) 측으로의 전해액 유동을 가능하도록 한다.

도 8은 도 3에 따른 승하강 작동부의 측면도이다.

도 8을 참조하면, 승하강 작동부(80)는 주입 밸브부(70)를 승하강 동작시키는 구성이다. 더욱 구체적으로, 승하강 작동부(80)는 고정 플레이트(730)의 하부에 일정 간격을 두고 다수 설치되어 하나의 유공압 실린더에서 출력을 분산하여 고정 플레이트(730)를 수평으로 승하강시켜 개폐 플런저(710)의 수직 동작을 가능하게 한다.

승하강 작동부(80)는 일 측에 경사 가이드부(810a)가 구비되며, 상부 하우징(10)의 상부면에 전후 이동 가능하게 결합하는 승하강 블록(810); 경사 가이드부(810a)에 결합하며, 상기 경사 가이드부(810a)를 따라 이동 가능하도록 결합하고 플런저 고정 플레이트(730)의 하부에 장착되는 승하강 가이드 블록(830); 및 승하강 블록(810)에 연결되어 상기 승하강 블록(810)을 전후 방향으로 이동시키는 유공압 실린더(850);를 포함한다.

경사 가이드부(810a)의 경사 방향은 승하강 블록(810)이 전방 이동시 승하강 가이드 블록(830)이 경사 가이드부(810a)를 따라 승강하고, 승하강 블록(810)의 후방 이동시 경사 가이드부(810a)를 따라 하강되도록 형성된다. 또한 다수의 승하강 작동부(80)를 상호 연결하는 연결 로드(870)에 의해 연결되어 동시 승하강 동작되도록 한다. 따라서, 다수의 승하강 작동부(80)는 연결 로드(870)로 연결되어 유공압 실린더(850) 작동으로 전후 이동하여 플런저 고정 플레이트(730)를 승하강할 수 있도록 한다.

이하에서는, 전술한 전해액 주입 장치를 통한 전해액 주입 방법의 단계에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 9 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 장치를 이용한 주입 공정 단계를 설명하기 위한 사용상태도이다.

도 9를 참조하면, 먼저, 전지 케이스(C)에 양극판, 음극판 및 분리막을 포함한 내용물을 삽입하는 과정을 거친 이후 이송 장치로 이송시켜 지그 플레이트(310)의 결합홈(310a)에 삽입 고정되도록 한다.

그 후, 지그 플레이트(310)의 상측에 고정 플레이트(330)를 위치시킨 이후, 탄성부재(370)에 결합시켜 가압하면서 클램프(390)를 이용하여 고정 플레이트(330)를 걸어 고정시킨다. 따라서, 저장 케이스(350)의 하부 실링부(350b)가 전지 케이스(C)의 상부 내측면에 실링 및 결합된다. 상기 탄성부재(370)는 지그 플레이트(310) 결합홈(310a)에 삽입된 전지 케이스(C)를 상방으로 가압하여 상기 전지 케이스(C)의 상단부가 저장 케이스(350)의 하단부에 더욱 밀착되도록 한다.

다음 단계로, 도 10을 참조하면, 승하강 바(530)의 승강 동작에 따라 승하강 플레이트(510)를 포함한 하부 하우징(50)이 중간 플레이트(130)의 인접한다. 이 때 저장 케이스(350)의 상부 실링부(350d)의 상단부가 중간 플레이트(130)와 접촉한다. 또한, 전술한 바와 같이 상부 실링부(350d)의 상단부 높이가 저장 케이스(350)의 상단부 높이와 대략 일치하게 형성되므로, 저장 케이스(350)의 상단부와 하부 플레이트(170)의 하부면이 완전 밀폐되도록 면접촉하며 양 구성 사이에 이격 공간(틈)이 발생하지 않는다. 상기 단계에서, 전술한 바와 같이 압력 측정부(550) 및 변위 측정부(610)를 통하여 압력 및 이격 거리를 측정함으로써 저장 케이스(350)의 상단부와 중간 플레이트(130) 간의 완전한 기밀 여부를 측정할 수 있다.

그 후, 진공관(210)의 관로를 개방하고 진공 펌프(230)를 구동하여 진공 챔버(190) 내부를 진공 형성한다. 구체적으로, 진공 형성 공간은 상부 플레이트(110)와 중간 플레이트(130), 그리고 측면 플레이트(150)와 진공 챔버(190)의 내면 사이 이격 공간이다. 따라서, 필요한 위치만 진공 형성함으로써 공정 수율 향상을 도모할 수 있다.

다음 단계로, 도 11 및 도 12를 참조하면, 진공 실린더(V) 동작으로 상부 플레이트(110)가 하강하여 중간 플레이트(130)와 면접촉한다. 이 때, 상부 플레이트(110)에 삽입된 주입 노즐(40) 역시 상부 플레이트(110)와 함께 하강한다. 또한, 주입 노즐(40)의 주입부(450)는 그 하단이 중간 플레이트(130)의 하부면으로 부터 하방 돌출되도록 위치하여 저장 케이스(350)의 상부 실링부(350a) 내측으로 일부 삽입된다. 따라서, 전해액 주입시 주입부(450)로부터 유출되는 전해액이 중간 플레이트(130)의 하부면을 타고 유출되는 것을 방지하여 오염 발생 가능성을 사전에 차단하는 것이 가능하다.

그 후, 승하강 작동부(80)의 승강 동작에 따라 고정 플레이트(730) 및 개폐 플런저(710)가 함께 승강하여 주입 노즐(40) 내측의 유출구를 개방한다. 따라서, 전해액이 주입 노즐(40)의 유출구를 통해 저장 케이스(350)의 내측으로 유동한다.

전해액 주입이 마쳐지면, 다시 승하강 작동부(80)는 하강 동작하여 개폐 플런저(710)가 주입 노즐(40)의 유출구를 폐쇄할 수 있도록 한다.

다음으로, 하부 하우징(50)은 승하강 바(530)의 하강 동작으로 함께 하강하여 상부 하우징(10)과 분리될 수 있도록 한다. 이 때 팰릿 유닛(30) 역시 하강하며, 이러한 과정에서 저장 케이스(350) 내 전해액은 진공 형성된 전지 케이스(C) 내부로 주입된다.

그 후, 팰릿 유닛(30)은 하부 하우징(50)과 상호 분리되어 별도의 이송 장치로 이송된다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다.

1 : 전해액 주입 장치
10 : 상부 하우징
110 : 상부 플레이트 130 : 중간 플레이트
150 : 측면 플레이트 170 : 하부 플레이트
190 : 진공 챔버
20 : 진공 수단
210 : 진공관 230 : 진공 펌프
30 : 팰릿 유닛
310 : 지그 플레이트
310a : 결합홈 310b : 탄성수단
330 : 고정 플레이트
330a : 삽입공
350 : 저장 케이스
350a : 저장실 350b : 유입구 350c : 유출구
350d : 상부 실링부
350d-1 : 수직부 350d-2 : 축경부 350d-3 : 확경부
350e : 하부 실링부
370 : 탄성부재 390 : 클램프
390a : 턱부
40 : 주입 노즐
410 : 경사부 430 : 연장부
450 : 주입부
50 ; 하부 하우징
510 : 승하강 플레이트
510a : 제1 승하강 플레이트 510b : 제2 승하강 플레이트
510b-1 : 제1 결합수단 수용공
530 : 승하강 바 530a : 제2 결합수단 수용공
550 : 압력 측정부
60 : 변위 측정 플레이트
610 : 변위 측정부
70 : 주입 밸브부
710 : 개폐 플런저 730 : 플런저 고정 플레이트
80 : 승하강 작동부
810 : 승하강 블록 810a : 경사 가이드부
830 : 승하강 가이드 블록 850 : 유공압 실린더
870 : 연결 로드
C : 전지 케이스 V : 진공 실린더

Claims (10)

1. 내부 함입 공간 내측으로 팰릿 유닛 및 하부 하우징을 수용하는 상부 하우징;
   상기 상부 하우징의 내측 공간을 진공 형성하는 진공수단;
   전지 케이스가 분리 가능하도록 결합 고정되며 하부 하우징 상에 안착되는 팰릿 유닛;
   하방으로 소정 거리 이동하여 전지 케이스 내에 전해액이 주입되도록 하는 주입 노즐;
   상부에 팰릿 유닛이 안착되고, 승하강되어 상기 팰릿 유닛을 주입 노즐 측으로 또는 상기 노즐로부터 멀어지도록 이동시키는 하부 하우징;
   승하강되어 상기 주입 노즐 측의 토출구를 개폐하는 주입밸브부; 및
   상기 주입밸브부의 승하강 동작을 도모하는 승하강 작동부;를 포함하며,
   상기 상부 하우징은 최상부에 수평 방향을 따라 연장 형성된 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트와 하방으로 이격되어 수평 방향을 따라 연장 형성된 중간 플레이트; 상기 중간 플레이트의 외측 양 말단부로부터 하방으로 연장 형성된 측면 플레이트; 상기 양 측면 플레이트의 하단으로부터 외측으로 연장 형성된 하부 플레이트; 및 상기 측면 플레이트를 감싸도록 상부 플레이트의 하부면 일 측으로부터 하부 플레이트의 상부면 일 측까지 연장 형성되는 진공 챔버;를 포함하고,
   상기 진공수단은 일단은 진공 펌프와, 타단은 측면 플레이트 및 진공 챔버 사이의 상부 플레이트 상측에 연결되는 진공관;을 포함하여,
   상기 상부 플레이트 및 중간 플레이트의 이격 공간과, 측면 플레이트 및 진공 챔버의 이격 공간만을 진공 형성하는 전해액 주입 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 팰릿 유닛은
   상측으로부터 하방으로 일정 깊이 함입 형성된 다수의 결합홈을 구비하여 전지 케이스를 해제 가능하도록 결합시키는 지그 플레이트; 저장 케이스를 해제 가능하도록 결합하기 위하여 상측으로부터 하방으로 관통 형성된 다수의 삽입공을 포함하며 지그 플레이트 상에 결합되는 고정 플레이트; 및 주입 노즐로부터 유입된 전해액을 저장하며 전지 케이스의 상단부와 연결되는 저장 케이스;를 포함하는 전해액 주입 장치.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 저장 케이스는
   전해액을 저장 및 배출하는 저장실; 상부에 상기 저장실과 연통되는 유입구; 하부에 상기 저장실과 연통되는 유출구; 상기 유입구의 내측에 결합되는 상부 실링부; 및 상기 유출구의 내측에 결합되는 하부 실링부;를 포함하고,
   상기 상부 실링부는 저장 케이스에 결합되었을 때 최상단부의 높이가 저장 케이스의 최상단부 높이와 일치하도록 형성되는 전해액 주입 장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 상부 플레이트는
   내측에 상기 주입 노즐을 수용하기 위하여 연직 방향을 따라 형성된 다수의 관통공을 구비하며,
   상기 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에는 진공 실린더가 배치되어, 상기 진공 실린더 하강 동작시 상기 상부 플레이트 및 주입 노즐이 하강하여 상기 상부 플레이트와 중간 플레이트가 밀폐되도록 면 접촉되는 전해액 주입 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 주입 노즐은
   하방으로 연장될수록 좁아지는 형상의 경사부; 상기 경사부의 하단으로부터 연직 방향으로 연장 형성된 연장부; 및 상기 연장부의 하단으로부터 일정한 직경으로 하방 연장되는 주입부;를 포함하고,
   상기 상부 플레이트와 중간 플레이트의 면 접촉시 상기 주입부의 하단부가 중간 플레이트의 하부면보다 하방으로 돌출되어 상기 상부 실링부 내측으로 부분 삽입될 수 있도록 하는 전해액 주입 장치.
   
7. 제3항에 있어서, 상기 하부 하우징은
   주입 장치 하단에 위치한 승하강 수단의 승하강 동작과 대응되어 승하강 하는 승하강 플레이트; 바 형상으로 형성되어 상기 승하강 수단에 의하여 직접적으로 승하강 동작하는 승하강 바; 및 하기 제1 및 제2 승하강 플레이트 사이에 위치하여 하부 하우징의 승강 동작시 상기 제1 및 제2 승하강 플레이트의 상호 압축에 의해 발생하는 압력을 측정함으로써 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정하는 압력 측정부;를 포함하고,
   상기 승하강 플레이트는
   팰릿 유닛의 하부에 상기 지그 플레이트와 결합되어 상기 팰릿 유닛과 함께 승하강 동작하는 제1 승하강 플레이트; 및 상기 제1 승하강 플레이트의 하부에 상기 제1 승하강 플레이트와 연결되어 승하강 동작하는 제2 승하강 플레이트;를 포함하는 전해액 주입 장치.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 전해액 주입 장치는
   주입 장치의 하 측에 고정 형성되는 변위 측정 플레이트;를 추가로 포함하며,
   상기 변위 측정 플레이트는
   상부면에 레이저 변위 센서로 이루어진 변위 측정부;를 포함하여, 전해액 주입을 위한 하부 하우징의 승강시 변위 측정부로부터의 이격 거리를 측정하여 팰릿 유닛과 주입 노즐의 진공 밀폐성을 측정할 수 있도록 하는 전해액 주입 장치.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 주입 밸브부는
   승하강하여 주입 노즐의 토출구를 개폐하는 개폐 플런저; 및 다수의 개폐 플런저가 장착 및 고정되어 상기 승하강 작동부에 따라 함께 승하강하는 플런저 고정 플레이트;를 포함하는 전해액 주입 장치.
   
10. 삭제

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