KR101969425B1

KR101969425B1 - 이차전지의 전해액 함침장치

Info

Publication number: KR101969425B1
Application number: KR1020150095494A
Authority: KR
Inventors: 원상연; 성주환; 강중구
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-07-03
Filing date: 2015-07-03
Publication date: 2019-04-16
Also published as: KR20170004738A

Abstract

본 발명은 전지셀의 주입부를 통해 전해액을 주입하여 상기 전지셀을 함침시키는 이차전지의 전해액 함침장치에 관한 것으로서, 상기 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 전해액 주입부재; 및 상기 전해액 주입부재를 소정의 궤적으로 공전시켜서 상기 전지셀에 주입된 전해액을 원심력에 의해 상기 전지셀의 주입부로부터 끝단부까지 이동시키는 원심력발생부재를 포함한다.

Description

이차전지의 전해액 함침장치{APPARATUS FOR POURING ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}

본 발명은 이차전지의 전해액 함침장치에 관한 것으로서, 특히 원심력을 이용하여 이차전지의 전해액 함침력을 높인 이차전지의 전해액 함침장치에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

한편, 이차전지는 전극조립체가 수용된 케이스 내부에 전해액을 주입하게 되는데, 이때 전해액 함침장치를 사용한다.

특허공개번호 제10-2001-0011573호

종래기술에 따른 이차전지의 전해액 함침장치는 케이스 내부에 주입된 전해액이 전극조립체의 내부까지 침투하는데 한계가 있으며, 이에 완벽한 함침이 이루어지지 못하는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원심력을 이용하여 케이스에 주입된 전해액이 케이스의 일단에서 타단까지 강제로 이동시키며, 이에 전해액이 전극조립체의 내부를 통과하면서 완벽한 함침이 이루어지는 이차전지의 함침장치를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 이차전지의 전해액 함침장치는 전지셀의 주입부를 통해 전해액을 주입하여 상기 전지셀을 함침시키기 위한 것으로, 상기 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 전해액 주입부재; 및 상기 전해액 주입부재를 소정의 궤적으로 공전시키도록 상기 전해액 주입부재의 궤적 중심에서 회전 가능하게 위치하며 상기 전지셀에 주입된 전해액을 원심력에 의해 상기 전지셀의 주입부로부터 끝단부까지 이동시키는 원심력발생부재를 포함하고, 상기 전해액 주입부재는 상기 원심력발생부재의 외측에 연결되되 도 1 에 도시된 바와 같이 상기 원심력발생부재를 중앙에 둔 원형 띠 모양을 갖는 연결편, 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같이 상기 연결편에서 위치 이동 및 탈착이 가능하게 고정되고 상기 전지셀이 삽입 고정되는 고정편, 상기 고정편에 고정된 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 도 5 에 도시된 바와 같은 주입편을 포함하며, 상기 전지셀은 주입부가 원심력발생부재에서 상대적으로 가깝고 그 반대쪽은 원심력발생부재에서 상대적으로 멀도록 상기 원심력발생부재와 직각을 이룬 상태로 고정편에 삽입되어(즉, 도 3 에 도시된 바와 같이 수직으로 세워지지 않고 수평으로 눕혀진 상태로 삽입되어) 상기 원심력발생부재에 의해 생성된 원심력은 전지셀은 주입부에서부터 그 반대쪽을 향하여 작용하도록 형성되며, 상기 주입편은 원심력발생부재의 외주면에 구비되며 전해액이 저장되는 공급부와, 상기 전지셀의 주입부에 결합되는 결합부 및 상기 결합부를 통해 상기 공급부로부터 공급된 전해액을 상기 전지셀 내부로 주입하는 노즐을 포함하여 상기 전해액 주입부재를 통한 상기 전지셀의 전해액 주입과, 상기 원심력발생부재를 통한 상기 전해액 주입부재의 공전은 동시에 이루어질 수 있다.

상기 원심력발생부재는 공전하는 전해액 주입부재의 궤적 중심에 회전 가능하게 구비되어 상기 전해액 주입부재를 공전시킬 수 있다.

상기 전해액 주입부재는 상기 원심력발생부재의 외측에 연결되는 연결편, 상기 연결편에 구비되고 상기 전지셀이 삽입 고정되는 고정편, 상기 고정편에 고정된 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 주입편을 포함할 수 있다.

상기 연결편은 상기 원심력발생부재의 외주면을 따라 연결되도록 띠 형태를 가질 수 있다.

상기 고정편은, 상기 연결편에 고정되고 상기 전지셀이 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 삽입된 전지셀을 움직이지 않게 고정하는 고정부를 포함할 수 있다.

상기 삽입부는 상기 주입부가 상기 원심력발생부재를 향한 상태로 전지셀이 삽입되도록 형태를 가질 수 있다.

상기 고정편은, 상기 띠 형태의 연결편 둘레를 따라 위치 이동이 가능하게 구비될 수 있다.

상기 주입편은 상기 고정편과 대응하는 상기 원심력발생부재의 외측에 구비될 수 있다.

상기 주입편은 상기 원심력발생부재의 외측에 구비되고 전해액이 저장되는 공급부와, 상기 전지셀의 주입부에 결합되는 결합부, 및 상기 결합부를 통해 상기 공급부로부터 공급된 전해액을 상기 전지셀 내부에 주입하는 노즐을 포함할 수 있다.

상기 전해액 주입부재를 통해 상기 전지셀의 전해액 주입과, 상기 원심력발생부재를 통해 상기 전해액 주입부재의 공전은 동시에 이루어질 수 있다.

상기 원심력발생부재는 상기 전지셀에 전해액 주입이 완료된 후 5초~30초 상기 전해액 주입부재를 통해 전지셀을 더 회전시킬 수 있다.

본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.

첫째: 전지셀에 전해액을 주입함과 동시에 회전시키는 함침장치를 마련함으로써 원심력에 의해 전해액이 전지셀의 내측에서 외측으로 강제 이동하여 전극조립체의 내부를 통과하며, 이에 전해액의 함침력을 높일 수 있다.

둘째: 함침장치는 전해액 주입부재와 회전력을 가지는 고정부재로 마련함으로써 전지셀에 보다 안정적으로 전해액을 주입하고, 회전시킬 수 있다.

셋째: 고정부재는 연결편과 고정편으로 마련함으로써 전지셀을 보다 안정적으로 고정할 수 있다.

넷째: 고정편은 연결편에 착탈 가능하게 마련함으로써 고정편을 개수를 조절할 수 있다.

다섯째: 함침장치는 고정부재를 회전시키는 회전부재를 마련함으로써 보다 원활하게 고정부재를 회전시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 전해액 함침장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 도 1의 부분 확대사시도.
도 4는 도 3에서 고정편의 착탈 가능 구조를 도시한 사시도.
도 5는 전해액 주입부재를 도시한 사시도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명에 따른 이차전지의 전해액 함침장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전지셀의 주입부를 통해 전해액을 주입함과 동시에 원심력을 이용하여 전해액의 함침력을 증대시키는 것으로, 전지셀(10)의 주입부(11)로 전해액을 주입하는 전해액 주입부재(110), 및 전해액 주입부재(110)를 소정의 궤적으로 공전시켜서 전지셀(10)에 주입된 전해액을 원심력에 의해 전지셀(10)의 주입부(11)로부터 반대쪽 끝단부까지 이동시키는 원심력발생부재(120)를 포함한다.

전해액 주입부재(110)는 도 1을 참조하면, 전지셀 내부에 전해액을 주입하기 위한 것으로, 원심력발생부재(120)의 외측에 연결되는 연결편(111), 연결편(111)에 구비되고 전지셀(10)이 삽입 고정되는 고정편(112), 고정편(112)에 고정된 전지셀(10)의 주입부(11)로 전해액을 주입하는 주입편(113)을 포함한다.

연결편(111)은 원심력발생부재(120)의 외주면을 따라 연결되도록 띠 형태를 가지며, 띠 형태의 연결편(111)은 연결바(111a)를 통해 원심력 발생부재(120)에 고정되고, 상면에 하나 이상의 고정편(112)이 구비된다.

즉, 연결편(111)은 띠 형태로 형성함에 따라 연결편(111)에 고정되는 하나 이상의 고정편(112)을 동일한 궤적으로 공전시킬 수 있으며, 이에 하나 이상의 고정편(112)에 동일한 원심력이 작동하여 함침력의 편차를 방지할 수 있다.

고정편(112)은 연결편(111)의 상면에 고정되고 상면에 전지셀(10)이 삽입되는 삽입홈이 형성된 삽입부(112a)와, 삽입부(112a)에 삽입된 전지셀(10)을 움직이지 않게 고정하는 고정부(112b)를 포함한다.

여기서 고정부(112b)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 지그 또는 버클일 수 있으며, 이 중 어느 하나를 통해 삽입부(112a)에 삽입된 전지셀(10)을 고정할 수 있다. 일례로, 고정부(112b)는 도 1을 참조하면, 삽입부(112a)의 상면에 폭방향으로 배치된 상태로 일단이 삽입부(112a)의 상면 일측에 회전 가능하게 구비되고 타단에 구비된 볼트(112b-1)가 삽입부(112a)의 상면 타측에 결합되며, 이에 고정부(112b)가 삽입부(112a)의 상면에 삽입된 전지셀(10)을 가압하여 고정한다.

한편, 고정편(112)의 삽입부(112a)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 띠 형태의 연결편(111) 상면을 따라 이동 및 위치고정 가능하게 구비될 수 있다. 일례로, 삽입부(112a)는 연결편(111)의 상면에 구비된 상태로 연결편(111)에 형성된 관통홀(111b)를 관통하는 볼트(111c)가 결합되며, 이 볼트(111c)의 조임 또는 풀림에 따라 삽입부(112a)를 연결편(111)으로부터 착탈할 수 있다.

한편, 고정편(112)은 연결편(111)의 상면으로부터 착탈 가능하게 구비될 수 있으며, 이에 불필요한 고정편(112)을 연결편(111)으로부터 제거하거나 또는 필요한 개수만큼 고정편(112)을 연결편(111)에 장착할 수 있어 효율성을 높일 수 있다.

한편, 삽입부(112a)의 삽입홈(112a-2)은 도 4를 참조하면, 주입부(11)가 원심력발생부재(110)를 향한 상태로 전지셀(10)을 수용할 수 있는 구조로 구성될 수 있으며, 이에 원심력발생부재(110)에 의해 공전하는 전지셀(10)의 주입부(11)에 주입된 전해액이 원심력에 의해 주입부(11) 밖으로 누출되는 것을 방지하는 한편, 전해액을 주입부(11)로부터 반대쪽 끝단부까지 신속하게 이동시켜 함침력을 높일 수 있다.

주입편(113)은 원심력발생부재(120)의 외측에 구비되고 전해액이 저장되는 공급부(113a)와, 전지셀의 주입부에 결합되는 결합부(113b), 및 결합부(113b)를 통해 공급부(113a)로부터 공급된 전해액을 전지셀(10) 내부에 주입하는 노즐(113c)을 포함한다.

여기서 주입편(113)은 고정편(112)과 대응하는 원심력발생부재(120)의 외측에 구비되며, 이에 복수개의 주입편이 마련될 경우 서로 연결라인을 최소화시킬 수 있어 보다 안정적으로 전해액을 이동시켜 공급시킬 수 있다.

원심력발생부재(120)는 전해액 주입부재(110)를 소정 궤적으로 공전시켜 원심력을 발생시키는 것으로, 전해액 주입부재(110)의 공전 궤적의 중심에 회전 가능하게 구비된다.

여기서 전해액 주입부재(110)를 통해 전지셀(10)의 전해액 주입과, 원심력발생부재(120)를 통해 전해액 주입부재(110)의 공전은 동시에 이루어지며, 이에 신속한 함침력 및 작업시간을 최소화할 수 있다.

한편, 원심력발생부재(120)는 전지셀(10)에 전해액 주입이 완료된 후에도 5초~30초 전해액 주입부재(110)를 통해 전지셀(10)을 더 회전시킬 수 있으며, 이는 마지막에 주입된 전해액이 전지셀(10) 끝단부까지 이동하는 시간을 확보하여 전해액 함침력을 높일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 이차전지의 전해액 함침장치 사용상태를 설명한다.

먼저, 도 5를 참조하면, 전해액 주입부재(110)의 고정편(112)에 전지셀(10)을 삽입하여 고정한다. 이때 전지셀(10)은 주입부(11)가 원심력발생부재(120)를 향한 상태로 고정편(112)에 고정된다. 여기서 전지셀(10)의 작업물량이 많거나 또는 적을 경우 연결편(111)에 복수개의 고정편(112)을 설치하거나 제거하여 작업 효율성을 높일 수 있다.

이와 같은 상태에서 전지셀(10)의 주입부(11)에 전해액 주입부재(110)의 주입편(113)을 결합시킨 다음, 전지셀(10)의 주입부(11)를 통해 전해액을 주입하며, 이와 동시에 원심력발생부재(120)를 작동시켜서 전해액 주입부재(110)를 회전시킨다.

그러면, 원심력발생부재(120)에 의해 전해액 주입부재(110)가 원심력발생부재(120)를 중심으로 공전하면서 전해액 주입부재(110)에 고정된 전지셀(10)에 원심력이 발생하며, 이 원심력에 의해 전지셀(10)의 주입부(11)로 주입된 전해액이 주입부(11)의 반대쪽인 끝단부까지 강제로 이동하게 되는데, 이때 전지셀(10) 내부에 수용된 전극조립체(미도시)를 그대로 통과하면서 전극조립체와의 함침력을 높일 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 이차전지의 전해액 함침장치(100)는 전지셀(10)에 전해액을 주입함과 동시에 전지셀(10)에 원심력을 발생시켜 전해액의 함침력을 높일 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 함침장치
110: 전해액 주입부재
120: 원심력발생부재

Claims

전지셀의 주입부를 통해 전해액을 주입하여 상기 전지셀을 함침시키는 이차전지의 전해액 함침장치로서,
상기 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 전해액 주입부재; 및
상기 전해액 주입부재를 소정의 궤적으로 공전시키도록 상기 전해액 주입부재의 궤적 중심에서 회전가능하게 위치하며 상기 전지셀에 주입된 전해액을 원심력에 의해 상기 전지셀의 주입부로부터 끝단부까지 이동시키는 원심력발생부재;를 포함하고,
상기 전해액 주입부재는 상기 원심력발생부재의 외측에 연결되되 상기 원심력발생부재를 중앙에 둔 원형 띠 모양을 갖는 연결편, 상기 연결편에서 위치 이동 및 탈착이 가능하게 고정되고 상기 전지셀이 삽입되는 고정편, 상기 고정편에 고정된 전지셀의 주입부로 전해액을 주입하는 주입편을 포함하며,
상기 전지셀은 주입부가 원심력발생부재에서 상대적으로 가깝고 그 반대쪽은 원심력발생부재에서 상대적으로 멀도록 상기 원심력발생부재와 수직을 이룬 상태로 고정편에 삽입되어 상기 원심력발생부재에 의해 생성된 원심력은 전지셀의 주입부에서부터 그 반대쪽을 향하여 작용하도록 형성되며,
상기 주입편은 원심력발생부재의 외주면에 구비되며 전해액이 저장되는 공급부와, 상기 전지셀의 주입부에 결합되는 결합부 및 상기 결합부를 통해 상기 공급부로부터 공급된 전해액을 상기 전지셀 내부로 주입하는 노즐을 포함하여 상기 전해액 주입부재를 통한 상기 전지셀의 전해액 주입과, 상기 원심력발생부재를 통한 상기 전해액 주입부의 공전은 동시에 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 함침장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 고정편은, 상기 연결편에 고정되고 상기 전지셀이 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 삽입된 전지셀을 움직이지 않게 고정하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 함침장치.
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청구항 5에 있어서,
상기 원심력발생부재는 상기 전지셀에 전해액 주입이 완료된 후 5초~30초 상기 전해액 주입부재를 통해 전지셀을 더 회전시키는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 함침장치.