KR102092108B1 - 전지팩의 조립 공정성을 향상시킬 수 있는 팰릿 및 이를 포함하는 전지팩 조립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전지셀 조립체의 상면 또는 하면에 밀착되어 컨베이어 상에서 전지셀 조립체를 지지하는 메인 플레이트; 및 상기 메인 플레이트의 모서리에 인접한 부위에 형성되어 있고, 상기 전지셀 조립체의 모서리 부위들에 밀착되어 메인 플레이트 상에 전지셀 조립체를 고정시키는 복수의 고정부재들;을 포함하는 팰릿 및 이를 포함하는 전지팩 조립 장치를 제공한다.

Description

전지팩의 조립 공정성을 향상시킬 수 있는 팰릿 및 이를 포함하는 전지팩 조립 장치 {Pallet Capable of Improving Productivity of Battery Pack and Battery Pack Assembling Apparatus Comprising the Same}

본 발명은 전지팩의 조립 공정성을 향상시킬 수 있는 팰릿 및 이를 포함하는 전지팩 조립 장치에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.

이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 전지셀들을 전기적으로 연결한 전지팩의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(portable DVD), 소형 PC, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 전지팩의 사용이 요구된다.

전지팩은 다수의 전지셀들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 전지셀 조립체에 냉각 장치, 각종 회로들과 보호 케이스 등을 조립하여 제조된다.

전지셀로서 각형 또는 파우치형 전지셀을 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지팩을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지셀이 단위 전지로서 유리하다.

반면에, 원통형 전지셀은 일반적으로 각형 및 파우치형 전지보다 큰 전기용량을 가지지만, 원통형 전지의 외형적 특성상 적층구조로의 배열이 용이하지 않다. 그러나, 전지팩의 형상이 전체적으로 선형 또는 판상형 구조일 때 각형 또는 파우치형 보다 구조적으로 이점이 있다.

따라서, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC 등의 경우에는 다수의 원통형 전지로 구성된 전지팩이 많이 사용되고 있으며, 특히, 큰 전기용량이 요구되는 중형 또는 대형 디바이스의 전원으로서 광범위하게 적용되고 있다.

한편, 도 1에는 전지팩을 구성하는 원통형 전지셀 조립체의 부분적인 모식도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 전지셀 조립체(10)는 전지셀들(1)의 어느 한쪽의 전극단자(도시하지 않음)가 지면을 향하도록 이들의 측면이 밀착 배열된 상태에서 셀 프레임(2)에 장착되어 전지셀들(1)의 배열 상태가 유지되는 구조로 이루어져 있다. 또한, 전지셀들(1)의 전극단자에는 전지셀들을 전기적으로 연결하기 위한 전기 전도성의 금속으로 이루어진 접속부재들(3)이 배치되어 있다.

상기 접속부재(3)는 각 전지셀(1)의 전극단자들에 접촉된 상태에서 스팟 용접(spot welding)되어 전지셀(1)의 전극단자들에 물리적으로 결합됨과 동시에, 전지셀들(1)을 전기적으로 연결시킨다.

이러한 전지셀 조립체(10)와 이 전지셀 조립체(10)에 기타 부재들이 조립된 전지팩은, 자동화된 생산 라인에서 자동으로 제조되고 있다.

다만, 다수의 원통형 전지셀들의 전극단자들에 접속부재를 각각 스팟 용접하는 과정은, 원통형 전지셀들의 구조적 특성상 매우 복잡하고 정교한 용접 공정으로서 인력이 필요할 뿐만 아니라, 전극단자와 접속부재의 매우 한정적인 접점에 한하여 용접이 수행되기 때문에, 전지셀 조립체를 공고히 고정시킬 수단이 필요하다.

이에, 현재에는 전지셀 조립체의 용접 수행 전, 전극단자와 접속부재의 접점에 대응하는 부위를 제외한 나머지 전지셀 조립체의 외면을 고정하는 팩 제조용 지그(Jig)를 마련하고, 이 지그 내측에 전지셀 조립체를 내장 및 고정시킨 상태로 스팟 용접을 수행하여 전극단자와 접속부재를 결합하는 방법을 이용하고 있다.

이러한 지그의 예시적인 사진이 도 2에 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 지그(30)는 상하 분리가 가능한 한 쌍의 커버들(31, 32)로 구성되어 있으며, 커버(31)의 외면에는 내측으로 연통된 다수의 관통구들(34)이 형성되어 있다. 이 관통구들(34)은 각각 전극단자와 접속부재의 접점들과 대응되는 위치에 형성되어 있어, 이 관통구를 통해 복수의 용접 봉들이 삽입된 상태로 전극단자와 접속부재가 스팟 용접될 수 있다.

그러나, 상기 지그를 이용하는 전지팩 제조 공정은, 하기와 같은 이유로, 전지팩 제조 공정성을 저해하는 원인이 된다.

첫째, 전지셀 조립체와 이 전지셀 조립체로 구성된 전지팩의 조립 공정은 자동화된 생산 라인에서 수행되지만, 상기 용접 공정 시, 인력으로 전지셀 조립체를 지그에 장착하고 이를 다시 용접 기기에 장착해야 하므로, 전지팩의 전체 제조 공정이 자동으로 수행될 수 없을 뿐만 아니라, 상기한 일련의 과정에 의해 전지팩의 제조에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

둘째, 최근 다양한 디자인의 디바이스들이 개발되고 있고, 이에 발맞춰 전지셀 조립체와 전지팩의 제반 성능, 형상, 크기 등이 다양하게 제조되고 있으나, 전지팩의 구조가 변경될 때마다 그에 대응하는 새로운 구조의 지그가 요구되는 바, 제조하고자 하는 전지팩의 구조에 따라 지그 전체를 새로 제작하거나, 기존 지그를 분해, 개조하여 새로운 구조의 접속부재가 사용되는 전지팩을 제조하고 있다. 이는 지그의 관리적 측면 및 전지팩 제조의 비용적 측면에서 매우 비효율적인 문제점이 있다.

따라서, 전지팩의 조립과 제조 공정을 자동화하면서도, 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 전지셀 조립체 및 이로 구성된 전지팩의 조립 및 제조 공정에서, 지그를 이용한 용접 과정을 생략할 수 있는 전지팩 제조용 부재, 상세하게는 전지셀 조립체와 전지팩이 안착되고, 컨베이어를 따라 이들을 이송하는 팰릿을 이용하여 전지팩의 조립과 제조 공정을 자동화하면서도, 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 팰릿은, 복수의 전지셀들을 포함하는 전지셀 조립체를 컨베이어를 따라 이송하는 팰릿(pallet)으로서,

전지셀 조립체의 상면 또는 하면에 밀착되어 컨베이어 상에서 전지셀 조립체를 지지하는 메인 플레이트; 및

상기 메인 플레이트의 모서리에 인접한 부위에 형성되어 있고, 상기 전지셀 조립체의 모서리 부위들에 밀착되어 메인 플레이트 상에 전지셀 조립체를 고정시키는 복수의 고정부재들;

을 포함하며,

상기 메인 플레이트에는 전지셀 조립체의 일부가 외부로 노출되도록 복수의 관통구들이 천공되어 있고, 상기 전지셀 조립체는 팰릿에 안착된 상태에서 관통구들을 통해 노출된 그것의 일부가 용접되는 것을 특징으로 한다.

이러한 팰릿은 전지팩 생산 라인, 상세하게는, 전지팩의 조립 장치에서 각종 부품들과 전지팩을 구성하는 전지셀 조립체 및 조립된 전지팩을 적재한 상태로, 컨베이어를 따라 이들을 이송하는 부재이다.

이에 본 발명의 팰릿은 고정부재로 전지셀 조립체를 안정적으로 고정시키면서도, 메인 플레이트에 형성된 복수의 관통구들을 통해 용접이 필요한 전지셀 적층체 부위를 스팟 용접시킬 수 있는 구조로 이루어져 있으며, 이러한 구조에 기반하여, 본 발명은 기존의 지그를 팰릿이 대체하여 전지팩의 조립과 제조 공정을 자동화하면서도, 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 팰릿은, 전지셀 조립체의 적재와 컨베이어에 의한 이송이 가능함과 동시에, 기존 지그의 기능인 전지셀 조립체의 고정과 관통구들을 통한 정밀한 용접 수행을 가능하게 하므로 전지팩의 조립 장치에서 지그와 관련된 일련의 과정과 인력의 생략을 가능하게 한다.

이는 용접 과정을 수행하기 위해 전지셀 조립체를 별도의 지그에 장착하고 이를 다시 용접 기기에 장착하는 등의 과정이 필수인 일반적인 전지팩 제조 기술 대비 제조 비용과 시간을 비약적으로 개선시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 팰릿에 의하여 전지팩의 조립 작업 뿐만 아니라 용접 작업까지 제조 공정이 연속적으로 수행될 수 있는 바, 전지팩의 제조 공정의 자동화, 즉 무인 제조 환경이 달성 수 있고, 그에 따라 본 발명은 전지팩의 제조에 소요되는 시간을 크게 단축하고 제조 비용을 절감하기 위한 기술적 목적을 달성할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 팰릿과 이에 안착되는 전지셀 조립체의 구체적인 구조를 하기 비제한적인 예를 통해 상세하게 설명한다.

하나의 구체적인 예에서. 상기 팰릿에 안착된 전지셀 조립체는,

전지셀 조립체의 양극단자 및/또는 음극단자가 지면을 향한 상태로 복수의 행(line) 및 열(column)로 배열되어 있는 복수의 원통형 전지셀들;

상기 전지셀들이 전기적으로 연결되도록 양극단자 및 음극단자에 접촉되어 있는 복수의 접속 부재들; 및

상기 전지셀들의 배열 구조가 유지되도록 전지셀들이 장착되는 셀 프레임;

을 포함할 수 있고,

상기 메인 플레이트는 배열된 전지셀들의 양극단자 및 음극단자에 대응하는 위치에 관통구들이 천공되어 있고, 양극단자 및 음극단자와 접촉되어 있는 복수의 접속 부재들이 관통구들을 통해 외부로 노출된 구조일 수 있다.

따라서, 전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서는 전지셀들의 전극단자들에 밀착되어 있는 접속 부재들은 관통구를 통해 외부로 노출되므로, 팰릿이 용접기에 위치하면, 상기 관통구를 통해 외부로 노출된 접속 부재들과 상기 접속 부재들에 밀착되어 있는 전지셀들의 양극단자 및 음극단자가 용접 결합되면서, 전지셀 조립체에 포함된 전지셀들이 물리적 및 전기적으로 결합될 수 있다.

상기 전지셀 조립체는 50개 이상 내지 400개 이하의 전지셀들을 포함하고, 상기 메인 플레이트의 관통구들은 전지셀들의 수량과 동일하거나 그보다 많은 개수로 메인 플레이트 상에 천공되어 있는 구조일 수 있다.

즉, 본 발명의 팰릿은 전지셀 조립체를 구성하는 전지셀들의 수량과 동일하거나 그 보다 많은 관통구를 포함하는 바, 전지셀 조립체를 관통구의 개수보다 작은 수량의 전지셀들로 구성하는 경우에도 전지셀 조립체의 배열 구조가 크게 변경되지 않는다면, 그에 대응하는 새로운 구조의 팰릿을 제작할 필요가 없다.

이와 관련하여 상기 전지셀 조립체는 적어도 2개의 전지셀들이 나란히 배열되어 있는 n개(200≥n≥25)의 행들을 포함하고, 상기 행들 중에서 홀수 행들과 짝수 행들은 서로 다른 열을 가지도록 전지셀들이 배열되어 있으며, 상기 메인 플레이트에는 전지셀들의 배열 구조에 대응되는 배열 상태로 관통구들이 형성된 구조일 수 있으며, 상기 관통구들에 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 접속 부재가 각각 위치할 수 있다.

이와 같이, 전지셀 조립체는 홀수 행들과 짝수 행들이 서로 다른 열을 형성하는 규칙적인 배열 구조로 이루어져 있고, 본 발명의 팰릿이 상기 배열 구조에 대응하는 구조로 이루어진 바, 관통구의 개수보다 적은 수량의 전지셀들로 전지셀 조립체를 구성하더라도, 상기 배열 구조로 전지셀들이 배열된다면 본 발명에 따른 팰릿은 이에 대응하는 새로운 구조로 제작될 필요가 없어 제조 비용적인 측면에서 유리한 점이 있다.

한편, 상기 메인 플레이트는 적어도 4개 이상의 모서리들을 가진 판상형 구조로 이루어져 있고, 상기 모서리들에 인접한 부위에는 고정부재들이 장착될 수 있는 복수의 결합 홈이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 고정부재에는 메인 플레이트의 결합 홈과 연통되는 복수의 나사 홈들이 형성되어 있고, 나사가 나사 홈과 결합 홈에 연속적으로 나사 결합되면서 고정부재와 메인 플레이트가 결합될 수 있다.

이러한 구조는 고정부재가 전지셀 조립체의 크기와 형상에 따라 메인 플레이트에 대한 결합 위치를 변경할 수 있는 것으로서, 고정부재와 메인 플레이트의 결합을 해제하고 이를 다시 결합하는 형태로 팰릿의 구조를 변경하여, 다양한 크기와 형상의 전지셀 조립체를 팰릿상에 공고히 안착시킬 수 있고, 결과적으로 전지셀 조립체의 크기와 형상을 변경하더라도, 이에 대응하는 새로운 구조의 팰릿을 제작할 필요가 없다.

본 발명은 또한, 상기 팰릿을 복수 개 포함하는 전지팩 조립 장치(battery pack assembling apparatus)를 제공한다.

구체적으로 상기 전지팩 조립 장치는,

상기 팰릿 상에서 복수의 전지셀들, 접속 부재들 및 셀 프레임을 배열하고 이들을 조립하여 전지셀 조립체를 제조하는 셀 조립부(cell assembling part);

전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서 전지셀의 전극단자와 접속 부재를 용접시키는 용접부(welding part);

상기 전지셀 조립체와 팩 케이스, 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 입출력 커넥터 부재, 냉각 부재(cooling member) 및 전장 부재에서 선택되는 하나 이상의 전지팩 부재들을 조립하여 전지팩을 제조하는 팩 조립부(cell assembling part); 및

상기 팰릿이 장착되어 있고, 팰릿을 셀 조립부, 용접부 및 팩 조립부의 순서로 순차적으로 이송시키는 컨베이어;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치는, 팰릿이 전지셀 조립체를 안정적으로 고정하면서도, 복수의 관통구들을 통해 전지셀 조립체의 용접이 가능한 구조로 이루어져 있어 용접부에서 전지셀 조립체를 지그에 장착하고 이를 다시 용접 기기에 장착하는 등의 불필요한 과정이 생략될 수 있고, 그에 따라 셀 조립부로부터 용접부, 용접부로부터 팩 조립부까지 전지팩의 조립과 용접 공정이 연속적으로 수행될 수 있다.

상기 전지팩 조립 장치는 컨베이어에 의한 팰릿의 이송, 셀 조립부에서의 전지셀 조립체 제조, 용접부에서의 용접, 및 팩 조립부에서의 전지팩 조립 과정이 기계 등의 장치에 의해 자동으로 수행될 수 있다. 또한, 팰릿이 컨베이어에 의해 각 작업 위치로 이송되면, 상기 조립과 용접 공정이 자동으로 수행될 수 있다.

상기 셀 조립부는 팰릿의 메인 플레이트에 형성된 관통구들의 배열 구조에 대응하도록 전지셀들과 접속 부재들을 배열할 수 있고, 상세하게는 상기 전지셀들과 접속 부재들은 전지셀의 전극단자와 접속 부재가 관통구에 위치되도록 배열될 수 있다.

또한, 셀 조립부에서는 셀 프레임과 전지셀들 및 접속 부재들을 조립이 수행되어 전지셀 조립체가 제조될 수 있다.

상기 컨베이어에 의해 셀 조립부로부터 용접부로 팰릿이 이송되면, 팰릿의 메인 플레이트에 형성되어 있는 관통구들을 통해 전지셀의 전극단자와 접속 부재가 스팟 용접(spot welding)되어 전지셀 조립체에 포함된 전지셀들이 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치는 전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서, 셀 조립부로부터 용접부로 이송된 후, 곧바로 용접이 수행될 수 있기 때문에, 지그를 이용하는 용접과 조립 장치와 비교하여 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지팩 조립 장치는 복수의 팰릿들을 컨베이어에 위치 또는 이탈시키기 위한 로테이션 장치들을 더 포함할 수 있다.

상기 로테이션 장치들 중에서 하나는 컨베이어의 이송 시작 지점에 위치되어 있고, 상하 나란히 위치되어 있는 복수의 팰릿들을 차례로 승강 또는 하강시켜 컨베이어 상에 위치시키며, 컨베이어는 승강 또는 하강된 팰릿들을 순차적으로 셀 조립부, 용접부 및 팩 조립부로 이송할 수 있다.

반면에 상기 로테이션 장치들 중에서 또 다른 하나는, 컨베이어의 이송 종료 지점에 위치되어 있고, 팩 조립부로부터 이동되는 팰릿들 또는 각 팰릿들에 안착되어 있는 전지팩을 순차적으로 승강 또는 하강시켜 이들을 상하 나란히 위치시킬 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전지팩 조립 장치로 전지팩을 제조하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 구체적으로,

(a) 컨베이어를 통해 팰릿을 셀 조립부로 이송하는 과정;

(b) 셀 조립부에 위치한 팰릿 상에서 복수의 전지셀들, 접속 부재들 및 셀 프레임을 배열하고, 이들을 조립하여 전지셀 조립체를 제조하는 과정;

(c) 컨베이어를 통해 팰릿과 팰릿 상에 안착된 전지셀 조립체를 용접부로 이송하는 과정;

(d) 팰릿의 메인 플레이트에 형성되어 있는 관통구들을 통해 전지셀의 전극단자와 접속 부재를 스팟 용접시키는 과정;

(e) 컨베이어를 통해 팰릿과 팰릿 상에 안착된 전지셀 조립체를 팩 조립부로 이송하는 과정; 및

(f) 팰릿 상에서, 전지셀 조립체와 팩 케이스, 배터리 관리 시스템, 입출력 커넥터 부재, 냉각 부재 및 전장 부재에서 선택되는 하나 이상의 전지팩 부재들을 조립하여 전지팩을 제조하는 과정;

을 포함할 수 있다.

이러한 방법은, 별도의 지그 상에 전지셀 조립체를 장착한 후, 이 지그를 이용하여 용접을 수행하는 일련의 과정이 생략되어 있는 바, 전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서 전지셀 조립체 및 전지팩의 조립과 전지셀 조립체의 용접이 인력의 도움 없이 자동적으로 수행될 수 있으므로, 보다 신속한 제조 공정이 가능하고, 이에 소요되는 시간과 비용을 크게 절감할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 전지팩 조립 장치로 제조된 전지팩과 이 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.

한편, 본 발명에서 전지셀은 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.

일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.

상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.

상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.

상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO₂), 리튬 니켈 산화물(LiNiO₂) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li_1+xMn_2-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 LiNi_1-xM_xO₂ (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 LiMn_2-xM_xO₂ (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 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.

상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; Li_xFe₂O₃(0≤x≤1), Li_xWO₂(0≤x≤1), Sn_xMe_1-xMe'_yO_z (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 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 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.

상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 비수계 유기용매로는, 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, 비수 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 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, LiPF₆, LiClO₄, LiBF₄, LiN(SO₂CF₃)₂ 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 팰릿은, 전지셀 조립체의 적재와 컨베이어에 의한 이송이 가능함과 동시에, 기존 지그의 기능인 전지셀 조립체의 고정과 관통구들을 통한 정밀한 용접 수행을 가능하게 하므로 전지팩의 조립 장치에서 지그와 관련된 일련의 과정과 인력의 생략을 가능하게 하며, 이러한 점에 기반하여 본 발명은 용접 과정을 수행하기 위해 전지셀 조립체를 별도의 지그에 장착하고 이를 다시 용접 기기에 장착하는 등의 과정이 필수인 일반적인 전지팩 제조 기술 대비 제조 비용과 시간이 크게 개선된 팩 제조 기술을 제공할 수 있다.

이와 마찬가지로 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치는 전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서, 셀 조립부로부터 용접부로 이송된 후, 곧바로 용접이 수행될 수 있기 때문에, 지그를 이용하는 용접과 조립 장치와 비교하여 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 전지셀 조립체의 일부를 나타낸 모식도이다;
도 2는 종래 기술에 따른 전지셀 조립체의 용접용 지그의 사진이다;
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 팰릿의 모식도들이다;
도 5는 전지셀 조립체가 안착되어 있는 팰릿의 측면 모식도이다;
도 6는 도 5의 팰릿에서 메인 플레이트의 하면에 대한 평면 모식도이다;
도 7은 도 6에서 어느 한 지점의 관통구들을 확대한 모식도이다;
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치의 모식도이다.

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 3에는 본 발명에 따른 팰릿의 평면 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 따른 팰릿의 또 다른 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 함께 참조하면, 전반적으로 장방형으로 이루어진 판상형의 메인 플레이트(110) 및 메인 플레이트(110)의 모서리에 인접한 부위에서 메인 플레이트(110)와 결합되어 있는 고정부재들(120)을 포함한다.

메인 플레이트(110)에는 그것의 상면으로부터 하면으로 연통되는 복수의 관통구들(112)이 천공되어 있다.

또한, 메인 플레이트(110)는 모서리와 인접한 부위에 고정부재들(120)과의 결합을 위한 결합 홈들(114)이 형성된 구조로 이루어져 있고, 이러한 결합 홈들(114)은 고정부재들(120)의 장착 위치를 다양하게 구성할 수 있도록, 복수 개가 모서리 부위에 규칙적으로 형성되어 있다. 이에 대응하여 고정부재들(120)에는 메인 플레이트(110)의 결합 홈과 연통되기 위한 복수의 나사 홈들(122)이 형성되어 있다.

따라서, 팰릿(100)은 나사가 고정부재들(120)의 나사 홈(122)과 메인 플레이트(110)의 결합 홈에 연속적으로 나사 결합되면서 고정부재들(120)과 메인 플레이트(110)가 결합된 구조로 이루어져 있고, 경우에 따라서 고정부재들(120)과 메인 플레이트(110)의 결합을 해제하고 이를 다시 결합하는 형태로 팰릿(100)의 구조를 변경할 수 있다.

이러한 구조는 전지셀 조립체의 크기와 형상에 따라 고정부재들(120)의 위치를 변경하여 다양한 크기와 형상의 전지셀 조립체를 팰릿(100)상에 공고히 안착시킬 수 있는 구조적 장점을 제공한다.

한편, 도 5에는 전지셀 조립체가 안착되어 있는 팰릿의 측면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 팰릿에서 메인 플레이트의 하면에 대한 평면 모식도가 도시되어 있고, 도 7에는 메인 플레이트의 관통구를 확대한 모식도가 도시되어 있다

이들 도면을 도 3 및 도 4와 함께 참조하여, 본 발명에 따른 팰릿(100)을 더욱 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에서 전지셀 조립체(200)의 구체적인 구조는 도 1에 도시된 전지셀 조립체(10)의 형태와 전반적으로 유사할 수 있다.

구체적으로, 전지셀 조립체(200)는 전극단자(152)가 지면을 향한 상태로 복수의 행(line) 및 열(column)로 배열되어 있는 전지셀들(150), 전지셀들(150)을 전기적으로 연결하기 위하여 전극단자(152)에 접촉되어 있는 접속부재(160) 및 전지셀들(150)의 배열 구조가 유지되도록 전지셀들(150)이 장착되는 셀 프레임(155)을 포함한다.

여기서, 전지셀 조립체(200)가 팰릿(100) 상에 안착되면 메인 플레이트(110)의 관통구들(112)을 통해 전지셀들(150)의 전극단자(152)와 접속부재(160)가 외부로 노출되고, 고정부재들(120)은 전지셀 조립체(200)의 외곽 모서리 부위에 밀착되면서 전지셀 조립체(200)를 고정시킨다.

즉, 본 발명의 팰릿(100)은 고정부재들(120)로 전지셀 조립체(200)를 안정적으로 고정시키면서도, 메인 플레이트(110)에 형성된 복수의 관통구들(112)을 통해 용접이 필요한 전지셀 적층체 부위를 스팟 용접시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 전지셀 조립체(200)가 팰릿(100) 상에 안착된 상태에서는 전지셀들(150)의 전극단자(152)에 밀착되어 있는 접속부재(160)는 관통구(112)를 통해 외부로 노출되므로, 팰릿(100)이 용접기에 위치하면, 상기 관통구(112)를 통해 외부로 노출된 접속부재(160)와 상기 접속부재(160)에 밀착되어 있는 전지셀들(150)의 전극단자(152)가 용접 결합되면서, 전지셀 조립체(200)에 포함된 전지셀들(150)이 물리적 및 전기적으로 결합될 수 있다.

이러한 구조에 기반하여, 본 발명의 팰릿(100)은 도 2에 도시된 지그를 대체하여 전지팩의 조립과 제조 공정을 자동화하면서도, 제조에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전지팩 제조 비용을 상당히 절감할 수 있다.

전지셀 조립체(200)는 대략 100개 이상의 전지셀들(150)을 포함하며, 이에 대응하여 메인 플레이트(110)의 관통구들(112)은 전지셀들(150)의 수량과 동일하거나 그보다 많은 개수로 메인 플레이트(110) 상에 천공되어 있다.

만약, 전지셀 조립체(200)를 관통구(112)의 개수보다 작은 수량의 전지셀들(150)로 구성하는 경우에도 전지셀 조립체(200)의 배열 구조가 크게 변경되지 않는다면, 본 발명의 팰릿(100)은 고정부재들(120)의 결합 위치를 변경하여 전지셀 조립체(200)를 그것 상에 안정적으로 안착시킬 수 있다.

한편, 팰릿(100)의 관통구들(112)은 전지셀들(150)의 배열 구조에 대응되는 배열 상태로 관통구들(112)이 형성되어 있다.

구체적으로, 관통구들(112)은 4개가 나란히 배열된 구조의 복수의 행들(A1, A2)을 포함하며, 이 행들(A1, A2) 중에서 홀수 행들(A1)은 제 1 열(B1)을 가지도록 배열되며, 짝수 행들(A2)은 제 2 열(B2)을 가지도록 배열되어 있다.

마찬가지로 전지셀들(150)은 4개가 나란히 배열된 구조의 복수의 행들(A1, A2)을 포함하며, 이 행들(A1, A2) 중에서 홀수 행들(A1)은 제 1 열(B1)을 가지도록 배열되며, 짝수 행들(A2)은 제 2 열(B2)을 가지도록 배열되어 있다.

즉, 팰릿(100)에는 전지셀들(150)의 배열 구조에 대응되는 배열 상태로 관통구들(112)이 형성되어 있으므로 전지셀 조립체(200)가 팰릿(100) 상에 안착되면 관통구들(112)에 전지셀의 전극단자(152)와 접속부재(160)가 각각 위치하게 되어 노출된 전극단자(152)와 접속부재(160)가 용접될 수 있다.

도 8 및 도 9에는 도 3 내지 도 7에 도시된 팰릿(100)을 복수 개 포함하는 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치의 개략적인 모식도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 전지팩 조립 장치는, 컨베이어, 셀 조립부, 용접부 및 팩 조립부를 포함한다.

이들 도면을 참조하면, 전지팩 조립 장치(300)는 컨베이어(340), 셀 조립부(310), 용접부(320) 및 팩 조립부(330)를 포함한다.

먼저 컨베이어(340)는 팰릿(100)이 장착되어 있으며, 레일을 따라 팰릿(100)을 셀 조립부(310), 용접부(320) 및 팩 조립부(330)로 이송시키는 역할을 한다.

컨베이어(340)를 따라 팰릿(100)이 셀 조립부(310)에 도착하면 셀 조립부(310)는 팰릿(100)을 셀 조립 장치(311)로 이동시키고 셀 조립 장치(311)에서 복수의 전지셀들(150), 접속부재들(160) 및 셀 프레임(155)을 배열하고 이들을 조립하여 전지셀 조립체(200)를 제조한다.

구체적으로 셀 조립 장치(311)는 전지셀들(150)의 전극단자(152)와 접속부재(160)가 관통구(112)를 통해 노출되도록 팰릿(100)의 메인 플레이트(110)에 형성된 관통구들(112)의 배열 구조에 대응하는 형태로 전지셀들(150)과 접속부재들(160)을 배열하고, 셀 프레임과 전지셀들(150) 및 접속부재들(160)을 조립하여 전지셀 조립체(200)를 제조한다.

이후, 셀 조립 장치(311)에서, 전지셀 조립체(200)가 안착된 팰릿(100)을 컨베이어(340)로 이동시키고, 컨베이어(340)는 이를 용접부(320)로 이송시킨다.

컨베이어(340)를 따라 팰릿(100)이 용접부(320)에 도착하면 용접부(320)는 팰릿(100)을 용접 장치(321)로 이동시키고 용접 장치(321)는 팰릿(100)의 메인 플레이트(110)에 형성되어 있는 관통구들(112)을 통해 전지셀의 전극단자와 접속부재(160)를 스팟 용접(spot welding)시켜 전지셀 조립체(200)에 포함된 전지셀들(150)을 물리적 및 전기적으로 연결시킨다.

용접이 완료되면, 용접 장치(321)에서, 전지셀 조립체(200)가 안착된 팰릿(100)을 컨베이어(340)로 이동시키고, 컨베이어(340)는 이를 팩 조립부(330)로 이송시킨다.

컨베이어(340)를 따라 팰릿(100)이 팩 조립부(330)에 도착하면 팩 조립부(330)는 팰릿(100)을 팩 조립 장치(331)로 이동시키고 팩 조립 장치(331)는 팰릿(100) 상에서 전지셀 조립체(200)와 팩 케이스, 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 입출력 커넥터 부재, 냉각 부재(cooling member) 및 전장 부재 등의 전지팩 부재들을 조립하여 전지팩을 제조한다.

여기서, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 본 발명의 전지팩 조립 장치(300)는 컨베이어(340)에 의한 팰릿(100)의 이송, 셀 조립부(310)의 셀 조립 장치(311)에서의 전지셀 조립체(200) 제조, 용접부(320)의 용접 장치(321)에서의 용접, 및 팩 조립부(330)의 팩 조립 장치(331)에서의 전지팩 조립 과정이 기계 등의 장치에 의해 자동으로 수행될 수 있다.

이후, 제조 및 조립된 전지팩(400)은 팰릿(100b)에 안착된 상태에서 컨베이어(340)의 이송 종료 지점에 도착하게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치(300)는, 컨베이어(340)를 따라 물체를 이송하는 팰릿(100) 상에서 전지셀 조립체(200)의 조립, 전지셀 조립체(200)의 용접 및 전지팩의 조립 등이 연속적으로 수행될 수 있으므로 전지팩의 제조 공정성, 즉 전지팩의 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있고, 제조에 소요되는 시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 전지셀 조립 장치(311)는, 상기한 팰릿(100)의 구조적 특징, 즉, 팰릿(100)이 전지셀 조립체(200)를 안정적으로 고정하면서도, 그것 상에 형성된 복수의 관통구들(112)을 통해 전극단자들과 접속부재간 용접이 가능한 특징에 기반하여, 용접용 지그, 상기 지그에 대한 작업 인력 및 지그에 전지셀 조립체(200)를 장착하는 일련의 과정 등이 요구되지 않으므로, 전지팩의 전반적인 제조 과정이 연속적으로 수행될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 전지팩 조립 장치(300)는 도 9에서와 같이, 복수의 팰릿(100, 100b, 100c, 100d)들을 컨베이어(340)에 위치 및 이탈시키기 위한 로테이션 장치들(350a, 350b)을 더 포함한다.

이러한 로테이션 장치들(350a, 350b)은 컨베이어(340)의 이송 시작 지점에 위치되어 있고, 상하 나란히 위치되어 있는 복수의 팰릿(100c)들을 차례로 승강시켜 컨베이어(340) 상에 위치시키는 제 1 로테이션 장치(350a) 및 컨베이어(340)의 이송 종료 지점에 위치되어 있고, 팩 조립부(330)로부터 이동되는 팰릿(100b)들 또는 각 팰릿(100)들에 안착되어 있는 전지팩(400)을 순차적으로 하강시켜 이들(100d)을 상하 나란히 위치시키는 제 2 로테이션 장치로 구성될 수 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (20)

1. 복수의 전지셀들을 포함하는 전지셀 조립체를 컨베이어를 따라 이송하는 팰릿(pallet)으로서,
   적어도 4개 이상의 모서리들을 가진 판상형 구조로 이루어져 있고, 전지셀 조립체의 상면 또는 하면에 밀착되어 컨베이어 상에서 전지셀 조립체를 지지하는 메인 플레이트; 및
   상기 메인 플레이트의 모서리에 인접한 부위에 형성되어 있고, 상기 전지셀 조립체의 모서리 부위들에 밀착되어 메인 플레이트 상에 전지셀 조립체를 고정시키는 복수의 고정부재들;을 포함하며,
   상기 메인 플레이트에는 전지셀 조립체의 일부가 외부로 노출되도록 복수의 관통구들이 천공되어 있고, 상기 전지셀 조립체는 팰릿에 안착된 상태에서 관통구들을 통해 노출된 그것의 일부가 용접되고,
   상기 메인 플레이트의 모서리들에 인접한 부위에는 고정부재들이 장착될 수 있는 복수의 결합 홈이 형성되며, 상기 고정부재에는 메인 플레이트의 복수의 결합 홈과 연통될 수 있는 복수의 나사 홈이 형성되고, 나사가 나사 홈과 결합 홈에 연속적으로 나사 결합되면서 상기 고정부재와 상기 메인 플레이트가 결합되며,
   상기 전지셀 조립체의 크기와 형상에 따라 상기 고정부재들이 상기 메인 플레이트에 결합되는 위치를 변경할 수 있도록, 상기 결합 홈이 상기 나사 홈보다 더 많이 형성되는 것을 특징으로 하는 팰릿.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 팰릿에 안착된 전지셀 조립체는,
   전지셀 조립체의 양극단자 및/또는 음극단자가 지면을 향한 상태로 복수의 행(line) 및 열(column)로 배열되어 있는 복수의 원통형 전지셀들;
   상기 전지셀들이 전기적으로 연결되도록 양극단자 및 음극단자에 접촉되어 있는 복수의 접속 부재들; 및
   상기 전지셀들의 배열 구조가 유지되도록 전지셀들이 장착되는 셀 프레임;
   을 포함하고,
   상기 메인 플레이트는 배열된 전지셀들의 양극단자 및 음극단자에 대응하는 위치에 관통구들이 천공되어 있고, 양극단자 및 음극단자와 접촉되어 있는 복수의 접속 부재들이 관통구들을 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 팰릿.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 관통구를 통해 외부로 노출된 접속 부재들과 상기 접속 부재들에 밀착되어 있는 전지셀들의 양극단자 및 음극단자가 용접 결합되면서, 전지셀 조립체에 포함된 전지셀들이 물리적 및 전기적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 팰릿.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 전지셀 조립체는 50개 이상 내지 400개 이하의 전지셀들을 포함하고, 상기 메인 플레이트의 관통구들은 전지셀들의 수량과 동일하거나 그보다 많은 개수로 메인 플레이트 상에 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 팰릿.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 전지셀 조립체는 적어도 2개의 전지셀들이 나란히 배열되어 있는 n개(200≥n≥25)의 행들을 포함하고, 상기 행들 중에서 홀수 행들과 짝수 행들은 서로 다른 열을 가지도록 전지셀들이 배열되어 있으며,
   상기 메인 플레이트에는 전지셀들의 배열 구조에 대응되는 배열 상태로 관통구들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 팰릿.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 관통구들에는 전지셀의 양극단자 및 음극단자와 접속 부재가 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 팰릿.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 따른 팰릿을 복수 개 포함하는 전지팩 조립 장치(battery pack assembling apparatus)로서,
    상기 팰릿 상에서 복수의 전지셀들, 접속 부재들 및 셀 프레임을 배열하고 이들을 조립하여 전지셀 조립체를 제조하는 셀 조립부(cell assembling part);
    전지셀 조립체가 팰릿 상에 안착된 상태에서 전지셀의 전극단자와 접속 부재를 용접시키는 용접부(welding part);
    상기 전지셀 조립체와 팩 케이스, 배터리 관리 시스템(Battery Management System), 입출력 커넥터 부재, 냉각 부재(cooling member) 및 전장 부재에서 선택되는 하나 이상의 전지팩 부재들을 조립하여 전지팩을 제조하는 팩 조립부(cell assembling part); 및
    상기 팰릿이 장착되어 있고, 팰릿을 셀 조립부, 용접부 및 팩 조립부의 순서로 순차적으로 이송시키는 컨베이어;
    를 포함하는 전지팩 조립 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 셀 조립부는 팰릿의 메인 플레이트에 형성된 관통구들의 배열 구조에 대응하도록 전지셀들과 접속 부재들을 배열하는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전지셀들과 접속 부재들은 전지셀의 전극단자와 접속 부재가 관통구에 위치되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 컨베이어에 의해 셀 조립부로부터 용접부로 팰릿이 이송되면, 팰릿의 메인 플레이트에 형성되어 있는 관통구들을 통해 전지셀의 전극단자와 접속 부재가 스팟 용접(spot welding)되어 전지셀 조립체에 포함된 전지셀들이 물리적 및 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 전지팩 조립 장치는 컨베이어에 의한 팰릿의 이송, 셀 조립부에서의 전지셀 조립체 제조, 용접부에서의 용접, 및 팩 조립부에서의 전지팩 조립 과정이 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 전지팩 조립 장치는 복수의 팰릿들을 컨베이어에 위치 또는 이탈시키기 위한 로테이션 장치들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 로테이션 장치들 중에서 하나는 컨베이어의 이송 시작 지점에 위치되어 있고, 상하 나란히 위치되어 있는 복수의 팰릿들을 차례로 승강 또는 하강시켜 컨베이어 상에 위치시키며, 컨베이어는 승강 또는 하강된 팰릿들을 순차적으로 셀 조립부, 용접부 및 팩 조립부로 이송하는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
17. 제 15 항에 있어서, 상기 로테이션 장치들 중에서 하나는, 컨베이어의 이송 종료 지점에 위치되어 있고, 팩 조립부로부터 이동되는 팰릿들 또는 각 팰릿들에 안착되어 있는 전지팩을 순차적으로 승강 또는 하강시켜 이들을 상하 나란히 위치시키는 것을 특징으로 하는 전지팩 조립 장치.
18. 제 10 항에 따른 전지팩 조립 장치로 전지팩을 제조하는 방법으로서,
    (a) 컨베이어를 통해 팰릿을 셀 조립부로 이송하는 과정;
    (b) 셀 조립부에 위치한 팰릿 상에서 복수의 전지셀들, 접속 부재들 및 셀 프레임을 배열하고, 이들을 조립하여 전지셀 조립체를 제조하는 과정;
    (c) 컨베이어를 통해 팰릿과 팰릿 상에 안착된 전지셀 조립체를 용접부로 이송하는 과정;
    (d) 팰릿의 메인 플레이트에 형성되어 있는 관통구들을 통해 전지셀의 전극단자와 접속 부재를 스팟 용접시키는 과정;
    (e) 컨베이어를 통해 팰릿과 팰릿 상에 안착된 전지셀 조립체를 팩 조립부로 이송하는 과정; 및
    (f) 팰릿 상에서, 전지셀 조립체와 팩 케이스, 배터리 관리 시스템, 입출력 커넥터 부재, 냉각 부재 및 전장 부재에서 선택되는 하나 이상의 전지팩 부재들을 조립하여 전지팩을 제조하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조 방법.
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