KR102113300B1 - 전지셀의 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전지 캔의 외면에 비딩부가 형성된 전지셀을 이송하는 장치로서, 상기 비딩부의 하부에 위치하는 수납부를 수용하는 제1 수용부, 상기 비딩부의 상부에 위치하는 탭부를 수용하는 제2 수용부, 및 상기 제1 수용부 및 제2 수용부 사이에 위치하고 상기 비딩부가 끼움 결합되도록 상부 및 수평 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하는 트레이; 및상기 전지셀의 수납부의 적어도 일부분이 삽입 가능하도록 홈이 형성된 고정바;를 포함하는 전지셀의 이송 장치를 제공한다.

Description

전지셀의 이송장치{APPARATUS TRANSFERRING BATTERY CELL}

본 발명은 전지셀의 이송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안정성이 향상된 전지셀의 이송장치에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.

또한, 최근에는 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기 오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석 연료를 사용하는 차량을 대체할 수 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소 금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.

리튬 이차 전지는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 전지로 나눌 수 있다.

액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지의 경우, 대게 원통이나 각형의 금속 캔을 용기로 하여 용접 밀봉시킨 형태로 사용될 수 있다. 이러한 금속 캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 이를 전원으로 사용하는 전기 제품의 디자인을 제약하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. 따라서, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 필름으로 만들어 파우치에 넣고 밀봉하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.

즉, 대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지밀도, 방전 전압, 안정성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 증가하고 있다.

이러한 이차 전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 이차 전지 자체의 안정성을 향상시키는 것이다. 또한, 이차 전지를 이송하는 과정에서 발생하는 파손을 방지하여 불량률을 줄여서 이송 과정 중의 안정성을 확보하는 것이다.

특히, 이차 전지의 이송 중에 이차 전지는 안정적으로 고정될 필요가 있는데, 만일 이송 중에 이차 전지가 제대로 고정되지 못하고 움직이는 경우, 리드 탭(Lead Tap)과 같은 부분이 파손될 우려가 있다. 반면, 억지 끼움 형식과 같은 방식으로 이차전지를 너무 강하게 고정하면, 이차 전지의 탈부착이 용이하지 않게 되어, 자동화 설비에 대한 적용이 쉽지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 자동화 설비에 적용 가능하면서도 안정성이 확보된 전지셀의 이송장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전지 캔의 외면에 비딩부가 형성된 전지셀을 이송하는 장치로서, 상기 비딩부의 하부에 위치하는 수납부를 수용하는 제1 수용부, 상기 비딩부의 상부에 위치하는 탭부를 수용하는 제2 수용부, 및 상기 제1 수용부 및 제2 수용부 사이에 위치하고 상기 비딩부가 끼움 결합 되도록 상부 및 수평 방향으로 돌출되게 형성된 돌출부를 포함하는 트레이; 및 상기 전지셀의 수납부의 적어도 일부분이 삽입 가능하도록 홈이 형성된 고정바;를 포함하는 전지셀의 이송 장치를 제공한다.

상기 고정바의 하면과 트레이의 상면은 상호 대응되는 형태로 형성되고, 상기 고정바는 상기 전지셀이 상기 홈에 삽입된 경우 하면이 트레이의 상면에 상호 접촉되도록 구성되고, 상기 고정바의 홈은 상기 전지셀이 삽입된 경우 삽입된 전지셀의 외면이 최내측에 접하도록 형성될 수 있다.

상기 고정바는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 포함하는 재질로 구성될 수 있다.

상기 트레이는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 재질로 구성될 수 있다.

상기 전지셀은 원통형으로 구성될 수 있다.

본 발명은 전지셀 이동 트레이와 결합할 수 있는 고정바를 포함함으로써, 전지셀의 이동 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있으며, 다양한 직경의 셀을 동일한 트레이를 이용하여 운송할 수 할 수 있는 이점이 있다.

본 명세서에 첨부되는 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시한 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 잘 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치에 적용할 수 있는 원통형 전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치 트레이의 평면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치 고정바의 사시도 및 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치의 트레이와 전지셀이 결합된 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치의 트레이, 전지셀 및 고정바가 결합된 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일 실시예예 따른 전지셀과 고정바의 결합된 상태에서의 단면도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서상에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있음을 이해하여야 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 이송장치는 트레이 및 고정바를 포함한다.

이때, 본 발명에 따른 전지셀 이송장치는 전지셀, 특히 원통형 전지셀을 이송하는 장치일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예 따른 전지셀 이송장치에 적용할 수 있는 원통형 전지의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예로 적용할 수 있는 원통형 전지(300)는 전지부(310)와 상기 전지부(310)가 수용되는 원통형 캔과, 상기 원통형 캔의 상부에 결합되는 탭부(320)를 포함할 수 있다.

상기 전지부(310)는 양극판, 음극판 및, 세퍼레이터를 포함할 수 있다. 여기서, 양극판, 세퍼레이터 및 음극판은, 젤리-롤형(Jelly-roll type)으로 감겨질 수 있다. 그리고, 상기 양극판에는 양극 리드(311)가 부착되어 있고, 상기 음극판에는 음극 리드(미도시)가 부착되어 있다. 상기 전지부(310)의 상단에는 상부 절연판이 안착될 수 있다.

상기 탭부(320)는, 캡커버(321), PTC 소자(positive temperature coefficient element, 322), 안전벤트 조립체 및 가스켓 포함할 수 있다. 상기 안전벤트 조립체는 안전벤트(323)와 절연부재와 캡플레이트)가 순차적으로 적층되어 있으며, 상기 캡플레이트의 저면에는 상기 양극리드(314)가 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 가스켓(324)은, 고무 등의 전기 절연성 재질로 구성되며, 캡커버, PTC 소자 및 안전벤트의 외주면을 감싸도록 구성될 수 있다.

상기 구성을 가진 원통형 이차전지(300)의 제조과정은 먼저, 상기 전지부(310)를 젤리-롤형으로 와인딩하고, 이를 상기 원통형 캔 내에 삽입한다. 상기 전지부(310) 상단에 상부 절연판을 안착한 다음에, 상기 원통형 캔은 비딩(beading) 공정을 통하여 비딩부(330)를 형성시킨다.

다음으로, 상기 비딩부의 상단에 탭부를 안착시키고, 비딩부를 형성할 수 있다. 상기 전지부(310)는 양극판과 전기적으로 연결된 양극리드(311)는 안전벤트 조립체의 저면에 용접하게 된다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 전지부(310)의 음극판과 전기적으로 연결된 음극리드는 다른 공정을 통하여 상기 캔과 전지적으로 연결된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치의 트레이의 평면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 트레이(100)는 전지셀을 1차로 수납 및 고정하는 장치로써, 제1 수용부(110), 제2 수용부(120) 및 돌출부(130)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 제1 수용부(110)는 전지셀(300)의 비딩부(330)의 하부에 위치하는 전지부(310)를 수용할 수 있다. 그리고, 제2 수용부(120)는 비딩부(330)의 상부에 위치하는 탭부(320)를 수용할 수 있다

또한, 돌출부(130)는 제1 수용부(110) 및 제2 수용부(120) 사이에 위치하여 상부와 수평방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치의 트레이와 전지셀이 결합된 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4a를 참조하면, 이격된 두 개의 돌출부(130) 사이에 전지셀의 비딩부(330)가 삽입되어 끼움 결합될 수 있다. 이때, 트레이는 2개 이상의 돌출부를 포함하여 1개 이상의 전지셀을 동시에 이송할 수 있다.

여기서, 상기 두 개의 돌출부(130) 사이의 이격 거리는 전지셀이 삽입될 수 있는 길이로서 다양하게 적용될 수 있다. 바람직하게는 상기 두 개의 돌출부 사이의 이격 거리는, 삽입되는 전지셀의 직경과 차이가 1mm 이내일 수 있다.

종래 적용되던 전지셀의 이송장치는, 전지셀의 움직임을 최소화하기 위하여 전지셀의 직경보다 좁은 간격을 갖는 돌출부 사이에 수작업으로 전지셀을 억지로 끼워 넣어야 했으므로 전지셀의 삽입이 용이하지 않았으며, 이러한 억지 끼움으로 인해 전지셀의 탭 부분의 변형(deformation)이 발생하였다.

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀의 이송장치 트레이는 전지셀의 직경과 동일하거나, 큰 이격거리를 갖는 돌출부를 포함함으로써, 억지로 끼워 넣지 않고도 돌출부 사이에 전지셀을 용이하게 삽입할 수는 이점이 있다.

이때 상기 돌출부의 형태는 바람직한 일 실시예에 따라 비딩부과 대응하는 형태일 수 있으며, 보다 바람직하게는 수평방향으로 볼록한 곡면을 갖는 형태일 수 있다.

상기 트레이의 조성물은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),스티렌-부타디엔 공중합체, 아크릴레이트-부타디엔-스틸렌(ABS), 폴리스티렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리설포네이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 변형된 폴리페닐렌옥사이드[MPPO(Modified-Polyphenylene Oxide)], 이들의 블랜드 또는 공중합체, 페놀수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지및 ABS수지로부터 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)을 사용할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치 고정바의 사시도 및 측면도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 고정바(200)는 트레이에 1차적으로 수납 및 고정된 전지셀을 2차로 고정하는 장치로써, 전지셀의 수납부의 적어도 일 부분이 삽입 가능하도록 홈이 형성된 형태일 수 있다

또한, 상기 고정바는 전지셀의 움직임이 최소화 되도록, 고정바의 하면과 고정바와 맞닿는 전지셀의 상면은 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.

도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 이송장치의 트레이, 전지셀 및 고정바가 결합된 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 4b를 참조하면, 또한, 상기 2차 고정은 트레이에 의해 1차 고정된 전지셀을 고정바가 눌러 2차 고정시키는 방식으로 구현될 수 있다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 전지셀의 외면이 고정바의 최내측에 접하면서 동시에 고정바의 하면과 트레이의 상면이 상호 접촉되는 형태일 수 있다.

또한, 본 발명의 전지셀 이송장치는 하나의 트레이에 1개 이상의 고정바가 결합되어 전지셀을 이송할 있다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 일 실시예예 따른 전지셀과 고정바의 결합된 상태에서의 단면도로, 보다 구체적으로 도 4b의 A 부분의 단면도이다.

먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 고정바 홈은 양 측면 및 최내측면에 전지셀이 모두 접하도록 구성될 수 있다. 또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 고정바 홈의 최내측면에만 전지셀이 접하도록 구성될 수도 있다.

즉, 본 발명의 고정바의 폭은 특별히 제한없이 적용할 수 있다.

또한, 고정바의 높이는 전지셀과 고정바 홈의 최내측면에 접하는 범위에서 다양하게 적용할 수 있다.

또한, 고정바의 하면과 트레이의 상면은 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.

상기 고정바는 전지셀이 홈에 삽입되는 경우 하면이 트레이의 상면에 상호 접촉되도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 고정바의 홈은, 상기 전지셀이 삽입된 경우 삽입된 전지셀의 외면이 최내측에 접하도록 형성될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이러한 구성에 의하면, 전지셀이 이송 중에 수직 방향으로 움직이는 것을 최소화 할 수 있다.

이때, 상기 고정바의 조성물은 에틸렌비닐아세테이트 공중합체(EVA)를 포함하는 재질로 구성될 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100: 트레이
110: 제1 수용부
120: 제2 수용부
130: 돌출부
200: 고정바
300: 전지셀
310: 전지부
311: 양극판
320: 탭부
321: 캡커버
322: PTC 소자
323: 안전벤트
324: 가스켓
330: 비딩부

Claims (5)

1. 전지 캔의 외면에 비딩부가 형성된 원통형 전지셀을 이송하는 장치로서,
   상기 비딩부의 하부에 위치하는 전지부를 수용하는 제1 수용부, 상기 비딩부의 상부에 위치하는 탭부를 수용하는 제2 수용부, 및 상기 제1 수용부 및 제2 수용부 사이에 위치하고 상기 비딩부가 끼움결합되도록 상부 및 수평 방향으로 돌출되게 형성된 복수의 돌출부를 포함하는 트레이; 및
   상기 전지셀의 수납부의 적어도 일부분이 삽입 가능하도록 홈이 형성된 고정바;를 포함하며,
   서로 이웃하는 돌출부 사이의 이격 거리는 상기 전지셀의 직경과 동일하거나 더 크게 형성되고,
   상기 전지셀은 서로 이웃하는 돌출부 사이에 끼움 결합되며,
   상기 돌출부의 형태는 상기 비딩부의 형태와 대응되도록 수평방향으로 볼록한 곡면을 갖는 형태이고,
   상기 고정바의 하면과 트레이의 상면은 상호 대응되는 형태로 형성되고, 상기 고정바는 상기 전지셀이 상기 홈에 삽입된 경우 하면이 트레이의 상면에 상호 접촉되도록 구성되고,
   상기 고정바의 홈은, 상기 전지셀이 삽입된 경우 삽입된 전지셀의 수직 방향 움직임을 최소화 할 수 있도록 전지셀의 외면이 상기 고정바의 홈의 최내측에 접하도록 형성되는 전지셀의 이송 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 고정바는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 포함하는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전지셀의 이송장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 트레이는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 전해질의 이송장치.
5. 삭제

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