KR102154900B1 - Apparatus for collecting inner gas in secondary electric cell and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보다 안정성, 기밀성이 강화되고, 자동화로 구현이 가능한 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법을 제공한다.The present invention relates to an apparatus and a collection method for collecting gas generated from a secondary battery, and more particularly, to provide an apparatus and a method for collecting secondary battery gas generated by reinforcing stability and airtightness, and implementing automation.
Description
본 출원은 2018.04.30. 출원된 한국특허출원 10-2018-0049993호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application was filed on 2018.04.30. Claims the benefit of priority based on the applied Korean Patent Application No. 10-2018-0049993, and all contents disclosed in the documents of the Korean patent application are included as part of this specification.
본 발명은 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 보다 안정성, 기밀성이 강화되고, 자동화로 구현이 가능한 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a collection method for collecting gas generated from a secondary battery, and more particularly, to an apparatus and a collection method for collecting gas generated by a secondary battery, which are more stable and airtight, and can be implemented by automation.
일반적으로, 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Li-ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-ion Polymer Battery) 등이 있다. 이러한 이차전지 중 높은 에너지밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있고, 리튬 이차전지에는 폴리머형 전지, 원형 전지, 각형 전지 등이 포함된다.In general, a secondary battery is a battery that can be used repeatedly through a discharge and charging process in the reverse direction to convert chemical energy into electrical energy, and the types include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries. ) Battery, lithium-metal battery, lithium-ion battery, and lithium-ion polymer battery. Among these secondary batteries, lithium secondary batteries having high energy density and voltage, long cycle life, and low self-discharge rate have been commercialized and widely used, and lithium secondary batteries include polymer-type batteries, circular batteries, and prismatic batteries.
그러나, 종래의 리튬 이차전지는 고온에서 노출되었을 때 발화/폭발할 위험성이 있다. 또한, 과충전, 외부단락, 침상(nail) 관통, 국부적 손상(local crush) 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우에도, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발화/폭발의 위험성이 있다. 한 예로서, 전해액 전극 사이의 반응 결과, 가스가 발생하여 전지 내압이 상승하게 되어, 일정 압력 이상에서 리튬 이차전지가 폭발할 수 있다.However, the conventional lithium secondary battery has a risk of ignition/explosion when exposed to high temperatures. In addition, even when a large current flows within a short time due to overcharging, external shorting, nail penetration, local crush, etc., there is a risk of ignition/explosion as the battery is heated by IR heat generation. As an example, as a result of the reaction between the electrolyte electrodes, gas is generated and the internal pressure of the battery rises, and the lithium secondary battery may explode above a certain pressure.
리튬 이차전지 내에서 반응에 따라 수소, 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, CnH2n-2 (n=2~5), CnH2n (n=2~5), CnH2n+2(n=1~5)인 탄화수소 및 기타 유기가스종 등의 다양한 종류의 가스가 발생할 수 있다. 이산화탄소 등과 같은 내부 발생 가스는 조건에 따라 충전되면서 다시 원래의 물질로 돌아갈 수 있는 가역적인 것도 있지만 대개는 전지 내에서 기체 상태로 남아 내압을 높이고, 전지가 부풀어 오르도록 하는 스웰링 현상을 유발시킨다. 스웰링이 일어난 전지는 두께가 커져 전지가 장착되도록 설계된 전자전기 기기에 잘 장착될 수 없거나, 불룩하게 튀어나온 외관 때문에 불량으로 판단되어 상품으로서의 가치를 잃게 된다.Depending on the reaction in the lithium secondary battery, hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, C n H 2n-2 (n=2~5), C n H 2n (n=2~5), C n H 2n+2 Various types of gases such as hydrocarbons and other organic gas species of (n=1~5) can be generated. Internally generated gases such as carbon dioxide are reversible, which can return to the original material while being charged according to conditions, but usually remain in a gaseous state in the battery, increasing the internal pressure, and causing a swelling phenomenon that causes the battery to swell. A battery in which swelling has occurred may not be well installed in an electronic/electrical device designed to be mounted due to an increased thickness, or it may be judged to be defective due to its bulging appearance and thus lose its value as a product.
또한, 리튬 이차전지는 거듭된 충방전 진행에 따라 전해질 분해에 의한 다량의 가스가 발생하며 퇴화되며, 이 양상은 전지의 설계 및 사용 형태에 따라 다르게 나타난다. 따라서 전지 내부 발생 가스를 분석하여 전지의 퇴화 메커니즘을 유추하는 것이 전지의 개발과정에서 필수적으로 수행되어야 한다. In addition, lithium secondary batteries generate and degenerate a large amount of gas due to electrolyte decomposition according to the repeated charge and discharge, and this pattern differs depending on the design and usage of the battery. Therefore, it is essential to analyze the gas generated inside the battery to infer the deterioration mechanism of the battery.
따라서, 이차전지 내에서 발생하는 가스를 포집하여 정확하게 분석하는 것이 매우 중요하다. 리튬이온전지의 작동시에 다양한 가스가 발생하며 발생가스의 조성 및 함량에 대한 정보는 전지소재의 개발, 전지제조공정 최적화, 전지 불량원인의 파악 등에 있어 유용하게 이용된다.Therefore, it is very important to collect and accurately analyze gas generated in the secondary battery. Various gases are generated during operation of a lithium-ion battery, and information on the composition and content of the generated gas is usefully used in the development of battery materials, optimization of battery manufacturing processes, and identification of the cause of battery failure.
이를 위해서는 전지 내부 발생 가스를 포집하는 기술 개발이 중요하다. 기존 가스 포집 장치는 지그 밀폐 방식이 인위적인 나사 체결 형태이기 때문에 전지 내부 압력 변화량이 일정하지 않아서 분석 결과의 재현성이 저하되는 어려움이 있다. For this, it is important to develop a technology for collecting gas generated inside the battery. In the conventional gas collection device, since the jig sealing method is an artificial screw-fastening type, there is a difficulty in deteriorating the reproducibility of the analysis result because the change in pressure inside the battery is not constant.
또한, 자동차용 중대형전지의 경우 용량이 수십 Ah 이상으로 펀칭니들에 의해 생성된 전지 구멍으로 외기가 유입되거나, 펀칭니들이 전지 내 전극을 투과할 경우 전지의 급작스런 발화 및 폭발이 발생할 수 있는 위험이 있다.In addition, in the case of mid- to large-sized batteries for automobiles, there is a risk of sudden ignition and explosion of the battery if external air flows into the battery hole created by the punching needle with a capacity of several tens of Ah or more, or the punching needle penetrates the electrode in the battery. .
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점 및 한계를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 안정성, 기밀성이 강화되고, 자동화로 구현이 가능한 이차전지 발생가스 포집장치 및 포집방법에 제공을 그 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems and limitations of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a secondary battery-generated gas collection device and a collection method that are more stable and airtight, and can be realized by automation.
전술한 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는:In order to solve the above-described problem, the secondary battery generated gas collection device according to the present invention:
전지가 장착되는 지그하부;A jig lower part on which the battery is mounted;
상기 지그하부에 탈착가능하게 결합될 수 있고 상기 지그하부와 함께 상기 전지가 내장되는 지그를 형성하는 지그상부;A jig upper portion detachably coupled to the jig lower portion and forming a jig in which the battery is embedded together with the jig lower portion;
상기 지그상부의 상부에 구비되고 상기 전지에 홈을 형성시키는 펀칭부; 및A punching part provided on the upper part of the jig and forming a groove in the battery; And
상기 지그하부의 측면에서 상기 전지로부터 확산되는 가스를 수용가능한 가스포집부로 연결하는 가스포집부 연결부를 포함하고,And a gas collecting part connecting part connecting the gas diffused from the battery to an acceptable gas collecting part at a side of the lower part of the jig,
상기 지그상부의 상면에 결합되고, 상기 지그상부로 하여금 왕복운동하여 지그하부에 탈착이 가능하도록 된 개폐용 에어 실린더; 및An opening/closing air cylinder coupled to the upper surface of the jig upper portion and allowing the upper jig portion to reciprocate and detachably from the lower portion of the jig; And
상기 지그상부와 상기 지그하부의 결합 시에, 상기 지그의 내부 공간을 밀폐하는 밀폐용 에어 실린더를 추가로 포함할 수 있다.When the jig upper part and the jig lower part are combined, a sealing air cylinder for sealing the inner space of the jig may be further included.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는, 상기 전지가 위에 장착될 수 있는 전지장착부를 더 포함하고, 상기 전지장착부는 상기 지그하부의 상면에 구비되고, 상기 펀칭부의 위치에 대응하도록 위치되고, 상기 지그하부의 상면으로부터 단차가 형성된 것일 수 있다.In addition, the secondary battery generating gas collection device according to the present invention further includes a battery mounting portion on which the battery can be mounted, and the battery mounting portion is provided on an upper surface of the lower portion of the jig, and is positioned to correspond to the position of the punching portion. And, a step may be formed from the upper surface of the lower part of the jig.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는: 상기 지그하부의 측면에 구비되고 상기 지그에 진공펌프가 연결될 수 있는 진공펌프 연결부; 및 상기 지그하부의 측면에 구비되고 상기 지그의 내부로 불활성 가스를 주입할 수 있는 불활성 가스 주입부를 더 포함할 수 있다. In addition, the secondary battery generating gas collection device according to the present invention includes: a vacuum pump connection part provided on a side of the lower part of the jig and capable of connecting a vacuum pump to the jig; And an inert gas injection part provided on a side of the lower part of the jig and capable of injecting an inert gas into the inside of the jig.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 있어서, 상기 개폐용 에어 실린더는 제 1 실린더 튜브 및 상기 제 1 실린더 튜브 내에서 왕복운동하는 제 1 피스톤 로드를 포함하고, 상기 제 1 피스톤 로드의 최하단부는 상기 지그상부의 상면에 결합될 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, the air cylinder for opening and closing includes a first cylinder tube and a first piston rod reciprocating in the first cylinder tube, and the first piston rod The lowermost end may be coupled to the upper surface of the upper jig.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 있어서, 상기 밀폐용 에어 실린더는 제 2 실린더 튜브 및 상기 제 2 실린더 튜브 내에서 왕복운동하는 제 2 피스톤 로드를 포함하고, 상기 장치는, 상기 제 2 피스톤 로드의 운동 방향과 수직한 방향으로 연장된 형상을 갖고 상기 제 2 피스톤 로드의 최하단부에 결합된 압착용 바를 더 포함하고, 상기 제 2 피스톤 로드가 아래로 이동하여 상기 지그상부를 누르는 압력이 상기 압착용 바를 통해 상기 지그상부에 고르게 전해지는 것일 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, the air cylinder for sealing includes a second cylinder tube and a second piston rod reciprocating in the second cylinder tube, and the apparatus comprises: 2 Further comprising a pressing bar having a shape extending in a direction perpendicular to the movement direction of the piston rod and coupled to the lowermost end of the second piston rod, and the second piston rod moves downward so that the pressure pressing the upper part of the jig is It may be transmitted evenly to the upper part of the jig through the pressing bar.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 있어서, 상기 지그상부의 상면에는, 상기 지그상부와 상기 압착용 바가 서로 닿는 부분에 스프링들을 더 포함하고, 상기 스프링들은 상기 지그상부와 상기 압착용 바가 서로 닿을 때에 상기 압착용 바로부터 상기 지그상부를 가압하는 힘이 고르게 전달될 수 있도록 하는 것일 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting device according to the present invention, the upper surface of the jig upper portion, the jig upper portion and the crimping bar further comprises springs in contact with each other, the springs are the jig upper portion and the crimping When the bars are in contact with each other, the force for pressing the upper part of the jig may be evenly transmitted from the pressing bar.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는: 상기 개폐용 에어 실린더의 왕복운동 방향과 평행한 방향으로 연장된 형상을 갖고 상기 개폐용 에어 실린더와 평행하게 설치되고 일단부가 상기 지그상부의 상면에 고정된, 지그상부 개폐 안내 로드(rod); 및 상기 지그상부 개폐 안내 로드가 이동할 수 있는 베어링을 더 포함하고, 상기 지그상부 개폐 안내 로드 및 상기 베어링은 상기 개폐용 에어 실린더의 왕복운동시에, 상기 지그상부와 상기 지그하부의 위치가 틀어지지 않도록 위치를 고정해주는 역할을 하는 것일 수 있다.In addition, the secondary battery generated gas collecting device according to the present invention has a shape extending in a direction parallel to the reciprocating direction of the opening and closing air cylinder, installed in parallel with the opening and closing air cylinder, and has one end of the upper surface of the jig upper part. Fixed to the upper jig opening and closing guide rod (rod); And a bearing in which the jig upper opening/closing guide rod is movable, wherein the jig upper opening/closing guide rod and the bearing are displaced in positions of the jig upper part and the jig lower part when the opening/closing air cylinder reciprocates. It may be that it serves to fix the position so that it is not.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 있어서, 상기 펀칭부는: 상기 지그하부의 수용홈에서 왕복운동하는 본체; 상기 본체에 연결된 로드; 상기 로드의 왕복운동을 가이드하며, 상기 본체의 일측방향 이동을 제한하는 스탑퍼로 작용하는 가이드; 및 상기 본체에 연결된 펀칭팁을 포함할 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting apparatus according to the present invention, the punching unit: a main body reciprocating in the receiving groove of the lower part of the jig; A rod connected to the main body; A guide that guides the reciprocating motion of the rod and acts as a stopper for limiting the movement of the body in one direction; And a punching tip connected to the body.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치에 있어서, 상기 펀칭부는 상기 펀칭 헤드와 상기 지그상부 사이에 결합될 수 있고, 상기 진공 펌프의 가동시 압력차에 의해 상기 펀칭팁이 상기 지그의 내부로 내려가지 않도록 잡아주는 펀칭부 가드(guard)를 더 포함할 수 있다.In addition, in the secondary battery generating gas collecting device according to the present invention, the punching part may be coupled between the punching head and the upper part of the jig, and the punching tip is inside the jig due to a pressure difference when the vacuum pump is operated. It may further include a punching portion guard (guard) to hold it so as not to go down.
또한, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치는, 상기 지그 내부에 신체 혹은 물체가 걸쳐있는 것을 감지하여 상기 지그 상부로 하여금 움직이지 않도록 하는 안전센서를 더 할 수 있다.In addition, the secondary battery-generating gas collection device according to the present invention may further include a safety sensor that detects that a body or an object is over the inside of the jig and prevents the upper part of the jig from moving.
또한, 이차전지 발생가스 포집장치에서 상기 이차전지로부터 발생되는 가스를 포집하는 방법에 있어서:In addition, in the method for collecting gas generated from the secondary battery in the secondary battery generation gas collection device:
상기 전지를 지그하부에 장착하는 단계;Mounting the battery under the jig;
개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부에 결합하는 단계;Moving the upper part of the jig by an air cylinder for opening and closing and coupling the upper part of the jig to the lower part of the jig;
밀폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 압박하여 상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 형성된 지그 내부 공간을 밀폐하는 단계;Sealing a jig inner space formed between the jig upper part and the jig lower part by pressing the upper part of the jig by a sealing air cylinder;
상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 밀폐된 상기 지그 내부 공간을 진공으로 형성하는 단계;Vacuum forming the inner space of the jig sealed between the upper part of the jig and the lower part of the jig;
상기 펀칭부를 작동하는 단계; 및Operating the punching unit; And
상기 전지로부터 확산된 가스를 상기 지그에 연결된 가스포집부로 포집하는 단계를 포함할 수 있다.It may include the step of collecting the gas diffused from the battery to a gas collecting unit connected to the jig.
또한, 이차전지 발생가스 포집장치에서 상기 이차전지로부터 발생되는 가스를 포집하는 방법에 있어서:In addition, in the method for collecting gas generated from the secondary battery in the secondary battery generation gas collection device:
상기 전지로부터 확산된 가스의 포집이 완료되면 상기 지그 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계; 및Injecting an inert gas into the jig when collecting the gas diffused from the battery is completed; And
상기 개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부와 상기 지그상부의 결합을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.It may further include the step of releasing the combination of the lower jig and the upper jig by moving the upper jig by the air cylinder for opening and closing.
본 발명에 따르면, 이차 전지에서 발생하는 가스를 포집함에 있어서, 포집된가스의 분석 결과의 재현성(즉, 샘플링 균질성)을 높이면서도 보다 안전하게 가스를 포집할 수 있도록 하고, 가스 포집 공정을 자동화할 수 있어 효율적으로 수행할 수 있는 장점이 있다. According to the present invention, in collecting the gas generated from the secondary battery, the reproducibility of the analysis result of the collected gas (i.e., sampling homogeneity) can be increased, while the gas can be more safely collected, and the gas collection process can be automated. There is an advantage that it can be performed efficiently.
또한, 본 발명에 따르면, 펀칭팁은 스프링의 강성 및 스프링의 길이에 따라 이동거리가 제한됨은 물론 수용홈에 의해 수용될 수 있어 과도한 힘의 작용에 의한 파손이 방지될 수 있다. Further, according to the present invention, the moving distance of the punching tip is limited depending on the stiffness of the spring and the length of the spring, as well as being accommodated by the receiving groove, so that damage caused by the action of excessive force can be prevented.
또한, 본 발명에 따르면, 지그하부와 지그상부로 전지가 수용되는 공간을 형성할 수 있어, 가스 포집장치의 제조공정을 단순화 시킬 수 있으면서도 기밀성을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, a space for accommodating a battery can be formed in the lower portion of the jig and the upper portion of the jig, thereby simplifying the manufacturing process of the gas collecting device and improving airtightness.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치의 사시도이다.
도 2, 도 3, 도 4, 도 5a, 및 도 5b는 각각 도 1에 따른 이차전지 발생가스 포집장치의 각 요부들을 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법을 나타내는 블록도이다.1 is a perspective view of an apparatus for collecting secondary battery generated gas according to the present invention.
2, 3, 4, 5A, and 5B each show the main parts of the secondary battery generation gas collecting apparatus according to FIG. 1.
6 is a block diagram showing a method for collecting gas generated from a secondary battery according to the present invention.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니 되며, 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 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.The terms or words used in the specification and claims are not limited to their usual or dictionary meanings, and the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various equivalents that can replace them at the time of application It should be understood that there may be water and variations. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 사시도이고, 도 2 부터 도 5b는 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 각 요부들을 나타낸다.1 is a perspective view of an
도 1 및 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(1)는 이차전지 내부의 가스분석을 위해 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 가스포집관 연결부(140)에 연결된 가스포집관(2)으로 가스를 포집하고, 가스포집관(2)에 포집된 가스는 추후 가스분석장치(미도시)에 전달되어 분석된다. 종래에는 지그와 가스포집부(매니폴드)를 각각 구비하였으며 두 장비를 함께 사용하였지만, 본 발명에서는 매니폴드의 기능을 지그에서 수행할 수 있으므로 매니폴드 없이 사용 가능하다. 다시 말하면, 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 지그에 가스포집관(2)을 매니폴드 없이 직접 연결하여 가스의 유로가 매니폴드에 의해 방해되어 분석 결과의 재현성을 저하시키던 어려움을 개선하였다. 경우에 따라서는, 본 발명은 상술한 것에 한정되지 않고 이차전지 발생가스 포집장치(1)가 가스분석장치와 직접적으로 연결될 수도 있다.1 and 2, the secondary battery generated
가스포집관(2)이 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 미리 설정된 위치에 연결되고, 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 진공펌프 연결부(150)에 연결된 진공 펌프(미도시)를 통해 이차전지가 장착된 이차전지 발생가스 포집장치(1)의 지그 내부를 진공상태로 형성한 후, 펀칭부(미도시)를 통해 이차전지를 뚫어 이차전지 발생가스 포집장치(1)로부터 가스포집관(2)으로 가스가 포집된다. The gas collection pipe 2 is connected to a preset position of the secondary battery-generated
가스분석장치는 질량분석기나 크로마토그래피에 의해 분석되는 것으로, 이에 한정되지 않고 가스분석의 정확성 또는 정밀성을 높이기 위해 다른 분석장치나 방법들이 사용될 수 있음은 물론이다. The gas analyzer is analyzed by mass spectrometry or chromatography, and is not limited thereto, and other analysis devices or methods may be used to increase the accuracy or precision of gas analysis.
이차전지 발생가스 포집장치(1)는 이차전지 발생가스의 포집 이후 불활성 가스를 주입하기 위한 불활성 가스 주입부(160)를 포함한다. 그에 따라, 이차전지 발생가스의 포집 이후, 전지 내부에 대기의 유입으로 인한 갑작스런 발화 또는 폭발을 방지할 수 있다. 불활성 가스 주입부(160)를 통해 주입할 수 있는 불활성 가스로는 예를 들면 Ar, N2 등이 있다.The secondary battery-generated
도 1 및 도 2를 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(1)는, 전지가 장착되는 지그하부(110), 상기 지그하부(110)의 상부에 탈착가능하게 결합하며, 상기 지그하부(110)와 함께 상기 전지가 장착되는 공간을 형성하는 지그상부(120), 상기 지그하부(110)의 측면에서 상기 전지로부터 확산된 가스를 수용가능한 가스포집관(2)으로 연결하는 가스포집관 연결부(140), 진공펌프 연결부(150), 및 불활성 가스 주입부(160)를 포함한다. 가스포집관 연결부(140), 진공펌프 연결부(150), 및 불활성 가스 주입부(160)는 각각 개폐가 가능하게 되어 있으며, 예를 들면 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 지그상부(120)에는 지그 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력계(미도시)가 구비될 수 있다. 1 and 2, the secondary battery generating
본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집장치(1)에서, 지그하부(110)는 지그상부(120)와 결합하여, 지그하부(110) 및 지그상부(120)로 이루어지는 지그의 내부 공간에 전지를 장착할 수 있다. 이차전지 발생가스 포집장치(1)에 장착되는 전지는 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지, 등이 있다. 지그하부(110)는 하부지지판(210)의 상면에 장착되어 있을 수 있다. In the secondary battery generated
이 때, 지그하부(110)의 폭과 길이는 지그상부(120)의 폭과 길이에 대응되도록 형성될 수 있으나, 전지의 크기를 고려하여 다양한 크기로 지그하부(110)와 지그상부(120)의 형상 및 크기를 조절하여 구현될 수 있다. 한편, 지그상부(120)는 테플론(Teflon), 피크(PEEK) 등의 공업용 플라스틱(engineering plastics)으로 이루어질 수 있다. 지그하부(110)는 안정성을 확보할 수 있도록 SUS 등의 금속 재질로 이루어 질 수 있되, 지그하부(110)의 내부표면은 테플론(Teflon), 피크(PEEK) 등의 공업용 플라스틱(engineering plastics)으로 이루어질 수도 있다. At this time, the width and length of the jig
도 2를 참조할 때, 지그하부(110)는 지그하부(110)의 상면에 마련된 전지장착부(111)를 포함한다. 전지장착부(111)를 두어 지그 내 전지 위치를 지정할 수 있고, 이를 통해 전지의 원하는 부위를 정확히 샘플링 할 수 있도록 하였다. 전지장착부(111)에 전지가 안착되도록, 전지장착부(111)는 지그하부(110)의 상면으로부터 단차가 있는 형상으로 되어 있다. 즉, 전지장착부(111)의 상면은 지그하부(110)의 상면보다 높게 형성된다. 경우에 따라서는, 전지장착부(111)의 상면이 지그하부(110)의 상면보다 낮게 형성될 수도 있다. 전지장착부(111)는 테프론 재질로 되어 있어 전지가 이차전지 발생가스 포집장치(1)로부터 절연될 수 있도록 되어 있다. 2, the jig
다시 도 1을 참조할 때, 지그상부(120)와 지그하부(110)는 개폐용 에어 실린더(310) 및 밀폐용 에어 실린더(320)에 의하여 각각 결합 및 밀폐가 가능하다. 구체적으로, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 개폐용 에어 실린더(310)에 의하여 개폐용 에어 실린더(310)에 결합된 지그 상부(120)가 일 방향으로 왕복 운동이 가능하다. 예를 들면, 상하방향으로 이동이 가능하다(즉, 승강운동이 가능하다). 개폐용 에어 실린더(310)에 의하여 개폐용 에어 실린더(310)에 결합된 지그상부(120)를 올린 후, 지그하부(110)의 전지 장착부(111)에 전지를 장착한다. 이 후, 개폐용 에어 실린더(310)에 의하여 개폐용 에어 실린더(310)에 결합된 지그상부(120)를 내리면, 지그상부(120)와 지그하부(110)가 맞물려 결합하게 된다. 이 때, 밀폐용 에어 실린더(320)로 지그상부(120)를 가압하면, 지그상부(120)와 지그하부(110)가 결합되어 이루어진 지그 내부 공간이 밀폐된다.Referring to FIG. 1 again, the jig
결합면인 지그하부(110)의 상면의 둘레와 지그상부(120)의 하면의 둘레에는 기밀성을 유지하기 위한 기밀부(미도시)를 포함할 수 있다. 기밀부는 예를 들어 고무재질의 O-ring으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 미리 설정된 두께를 가진 기밀부가 지그상부(120)의 하면의 둘레와 지그하부(110)의 상면의 둘레에 형성되어 있을 수 있다.An airtight portion (not shown) for maintaining airtightness may be included in the circumference of the upper surface of the jig
개폐용 에어 실린더(310) 및 밀폐용 에어 실린더(320)는 각각 상부지지판(220)에 결합되어 있다. 상부지지판(220)은, 상부지지판(220)과 하부지지판(210) 사이에 지그가 장착되어 있도록, 지그하부(110)가 장착된 하부지지판(210)으로부터 소정 거리 이격되어 있다. 또한, 개폐용 에어 실린더(310) 및 밀폐용 에어 실린더(320)는 각각 지그상부(120)의 상면에 결합되어 있다. 상술한 바와 같이, 개폐용 에어 실린더(310)에 의하여, 상부지지판(220)과 하부지지판(210) 사이의 공간에서 지그상부(120)가 왕복운동(예를 들면, 승강운동)함으로써, 지그상부(120)가 지그하부(110)와 결합되어 지그 문이 닫힘 상태가 되었다가, 지그상부(120)가 지그하부(110)와 결합이 해제되면 지그 문이 열림 상태가 된다.The opening and closing
이러한 개폐용 에어 실린더(310)와 밀폐용 에어 실린더(320)는 각각 외부의 에어 실린더, 유압 실린더, 또는 구동 모터 등과 같은 구동 장치(미도시)에 연결되어 지그상부(120)의 왕복운동(예를 들면, 승강운동)이 가능하도록 작동된다. These opening/
구체적으로, 도 3은 개폐용 에어 실린더(310)의 요부를 도시하고, 도 4는 밀폐용 에어 실린더(320)의 요부를 도시한다.Specifically, FIG. 3 shows the main parts of the
도 3을 참조하면, 개폐용 에어 실린더(310)는 제 1 실린더 튜브(312)와 제 1 피스톤 로드(314)를 포함한다. 제 1 실린더 튜브(312) 는 상부 지지판(220)에 결합되어 있고, 제 1 피스톤 로드(314)의 최하단부는 지그상부(120)의 상면에 고정되어 있다. 제 1 피스톤 로드(314)의 최하단부에 고정된 지그상부(120)가 개폐용 에어 실린더(310)의 제 1 피스톤 로드(314)의 왕복운동(예를 들면, 승강운동)에 따라 지그상부(120)도 왕복운동(예를 들면, 승강운동)하면서 지그가 개폐된다. 그에 따라, 종래에 수동적으로 조작하던 지그의 개폐를 개폐용 에어 실린더(310)를 이용한 자동 조작으로 변경하여 안전성과 편리성을 강화하였다.Referring to FIG. 3, the
또한, 도 3을 참조하면, 이차전지 발생가스 포집장치(1)는 개폐용 에어 실린더(310)의 왕복운동 방향과 평행한 방향으로 연장된 형상을 갖고 개폐용 에어 실린더(310)와 평행하게 설치된 지그상부 개폐 안내 로드(rod)(330)를 추가적으로 포함할 수 있다. 지그상부 개폐 안내 로드(330)의 일단부는 도 1의 지그상부(120)의 상면에 고정되어 있다. 상부 지지판(220)에는 지그상부 개폐 안내 로드(330)가 이동할 수 있는 베어링(330a)이 구비되어 있다. 지그상부 개폐 안내 로드(330) 및 베어링(330a)은 개폐용 에어 실린더(310)의 왕복운동시에, 지그하부(110)와 지그상부(120)의 위치가 틀어지지 않도록 위치를 고정해주는 역할을 한다. 그에 따라, 지그의 밀폐 효율을 높일 수 있다.In addition, referring to FIG. 3, the secondary battery-generated
도 4를 참조하면, 밀폐용 에어 실린더(320)는 제 2 실린더 튜브(322), 제 2 피스톤 로드(324), 압착용 바(bar)(325)를 포함한다. 제 2 실린더 튜브(322) 는 상부 지지판(220)에 결합되어 있다. 제 2 피스톤 로드(324)의 최하단부는 압착용 바(325)와 결합되어 있다. 제 2 피스톤 로드(324)의 최하단부는 체결부(예를 들면 너트 등)를 통하여 압착용 바(325)와 결합될 수 있다. 압착용 바(325)는 제 2 피스톤 로드(324)의 운동 방향과 수직한 방향으로 연장된 형상을 갖는 바(bar)이다. 그에 따라, 밀폐용 에어 실린더(320)의 제 2 피스톤 로드(324)가 아래로 이동하여 지그상부(120)를 누르는 압력이 압착용 바(325)를 통해 지그상부(120)에 고르게 전해지고, 지그상부(120)와 지그하부(110)가 보다 기밀하게 결합될 수 있도록 한다. Referring to FIG. 4, the
또한, 지그상부(120)의 상면에는, 지그상부(120)와 압착용 바(325)가 서로 닿는 부분에, 스프링(326)들을 구비한다. 그에 따라, 지그상부(120)와 압착용 바(325)가 서로 닿을 때에 압착용 바(325)로부터 지그상부(120)를 가압하는 힘이 보다 고르게 전달될 수 있도록 하였다. Further, on the upper surface of the jig
이러한 본 발명에 따른 밀폐용 에어 실린더(320)와 스프링(326)을 이용한 가압방식으로 항상 동일한 힘(필요한 최소 압력은, 예를 들면, 40kg/cm2)으로 균일하게 지그를 밀폐할 수 있다. With the pressurization method using the
한편, 본 발명의 명세서에서는, 개폐용 에어 실린더(310)가 지그상부(120)의 상면의 좌우에 각각 1개씩(총 2개) 구비되고, 밀폐용 에어 실린더(320)가 좌우에 각각 3개씩 개폐용 에어 실린더(310) 둘레에(총 6개) 구비된 일 실시예를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 개폐용 에어 실린더(310)의 개수 및 위치는 지그상부(120)의 왕복운동(예를 들면, 승강운동)이 가능하도록 한 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 밀폐용 에어 실린더(320)의 개수 및 위치도 지그상부(120)를 가압하여 지그상부(120)가 지그하부(110)에 기밀하게 결합되도록 한 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있다. On the other hand, in the specification of the present invention, one
이러한 본 발명에 따르면, 지그상부(120)와 지그하부(110)로 전지가 수용되는 공간을 마련할 때에, 지그상부(120)와 지그하부(110)와의 결합과 결합해제를 자동화할 수 있고, 지그상부(120)가 지그하부(110)에 보다 기밀하게 결합할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 가스 포집장치의 제조공정을 단순화 시킬 수 있으면서도 기밀성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, when a space for accommodating a battery is provided with the jig
한편, 이차전지 발생가스 포집장치(1)는 사용자의 안전을 위해 지그 내부에 신체 혹은 물체가 걸쳐있을 경우 이를 감지하여 지그상부(120)가 움직이지 않도록 하는 안전센서(미도시)를 포함할 수 있다. 안전센서는 지그하부(110)의 상면의 높이 또는 그 부근에 장착되어 있을 수 있다. 예를 들면, 상부 지지판(220)과 하부 지지판(210) 사이를 지지하는 기둥(230)에서 지그하부(110)의 상면의 높이에 해당하는 부분에 장착되어 있을 수 있다. 안전센서는 예를 들면 열감지센서, 레이저 센서, 빔 센서 등을 사용할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 기둥(230)들 사이에 방해물의 유무를 감지하는 센서라면 본 발명에 적용이 가능하다.On the other hand, the secondary battery-generated
본 발명에 따르면, 지그상부(120)에 펀칭부(130)가 마련된다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 구체적으로, 펀칭부(130)는 지그상부(120)의 수용홈(125)에서 왕복운동하는 본체(136); 상기 본체(136)에 연결된 로드(132); 상기 로드(132)에 연결된 펀칭헤드(131); 상기 로드(132)의 왕복운동을 가이드하며, 상기 본체(136)의 일측방향 이동을 제한하는 스탑퍼로 작용하는 가이드(134); 상기 본체(136)에 연결된 펀칭팁(139)을 포함한다. According to the present invention, the punching
또한, 펀칭부(130)는 펀칭헤드(131)와 지그상부(120) 사이에 결합될 수 있는 펀칭부 가드(guard)(130a)를 포함한다. 예시적으로 도 5b에 도시된 바와 같이, 펀칭부 가드(130a)는 펀칭헤드(131)와 펀칭부 하우징(133) 사이에 결합된 것을 수도 있다. 펀칭부 가드(130a)는 진공펌프 가동시 압력차에 의해 펀칭팁(139)이 지그 내부로 내려가지 않도록 잡아주는 역할을 한다. 그에 따라, 불시에 전지가 뚫려 외기 유입에 의한 발화나 폭발이 발생할 위험을 감소시킬 수 있다. 펀칭부 가드(130a)가 펀칭헤드(131)와 지그상부(120) 사이에 결합되어 있는 경우에는, 펀칭헤드(131)가 아래로(즉, 지그상부(120) 방향으로) 이동하는 것을 펀칭부 가드(130a)가 제한한다. 작업자가 펀칭헤드(131)를 눌러 전지에 홈을 형성하고자 하는 경우에는, 펀칭부 가드(130a)를 제거하면 된다. 펀칭부 가드(130a)의 형상은 예를 들면, "C"형상으로 되어 로드(132)를 둘러싸고 펀칭헤드(131)와 지그상부(120)(또는, 펀칭부 하우징(133)) 사이에 삽입될 수 있는 것일 수 있지만, 펀칭부 가드(130a)의 형상은 이에 한정되지 않고 펀칭헤드(131)가 지그상부(120) 방향으로 내려가지 않도록 하기 위한 것이면 충분하다. 한편, 펀칭헤드(131)를 누름으로써, 로드(132) 및 본체(136)가 이동하면서, 펀칭팁(139)은 전지에 홈을 형성하면서 가스를 분출시키게 된다. 이러한 펀칭부(130)는 원터치(one-touch) 식으로 작동되어(즉, 작업자가 펀칭헤드(131)를 아래로 눌러), 펀칭부(130)에 펀칭부의 전지의 상단에 펀칭할 수 있도록(즉, 구멍을 낼 수 있도록) 된다.In addition, the
펀칭부(130)는 펀칭부 고정핀(138)에 의해 지그상부(120)의 상부에 고정될 수 있다. 본체(136)는 로드(132)와 연결된 부분은 펀칭팁(139)과 연결된 부분보다 그 직경이 크도록 형성되어, 본체(136)와 연결된 펀칭팁(139)이 왕복하여 다시 돌아올 때, 이차전지 발생가스 포집장치의 외부로 본체와 로드가 돌출되지 않도록 본체(136)의 외경보다 내경이 작은 가이드(134)에 의해 멈춰지게 된다. 본체(136)의 외주면에는 기밀성을 향상시키기 위한 기밀부(135)가 형성되며, 기밀부(135)는 예를 들어 고무재질의 O-ring으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The punching
펀칭부(130)는 상기 본체(136)의 외주면에 형성되되, 상기 본체(136)를 탄력적으로 지지하는 스프링(137)을 더 포함한다. 스프링(137)은 미리 설정된 강성(스프링 상수)와 미리 설정된 길이에 따라 펀칭팁(139)의 이동거리를 제한하도록 하며, 이에 펀칭팁(139)은 예를 들어 1mm 내지 5mm로 이동할 수 있도록 이동거리가 제한될 수 있으나 전지의 단락이 발생하지 않는다면 이에 한정되지 않는다. 이에, 펀칭팁(139)은 가이드(134)로부터의 스프링(137)의 최대 압축거리만큼 최대로 이동할 수 있다. 보다 구체적으로는, 전지의 상단 중 단자 이외의 부분을 펀칭하게 된다.The punching
이에 본 발명에 따르면, 펀칭팁(139)은 스프링의 강성 및 스프링의 길이에 따라 이동거리가 제한될 수 있어 과도한 힘의 작용에 의한 파손이 방지될 수 있다. 펀칭팁(139)의 단부의 직경은 상기 전지의 커버(상부 커버)의 두께보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 전지에 구멍을 뚫을 때, 단락 방지를 위해 펀칭팁(139)의 두께는 예를 들어 전지커버의 두께보다 작은 두께, 예를 들면 2 mm 이내로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명에 적용되는 전지의 종류 및 본 발명이 구현되는 다양한 환경에 따라 변형, 변경이 가능하다.Accordingly, according to the present invention, the punching
이에, 본 발명에 따르면, 전지의 쇼트(단락)을 방지할 수 있으며, 원터치로 펀칭부를 작동시켜 신속하게 가스를 포집할 수 있다. Accordingly, according to the present invention, a short circuit (short circuit) of the battery can be prevented, and gas can be quickly collected by operating the punching unit with one touch.
한편, 상기 원터치 식으로 작동하는 펀칭부(130)에 관한 기재는 일 실시예에 해당하고, 본 발명은 상술한 것에 한정되지 않는다. 즉, 로드(132)가 스크루 형상으로 이루어지고, 펀칭부 하우징(133)이 로드(132)와 닿는 부분은 암나사형상으로 이루어져, 펀칭부(130)의 펀칭헤드(131)를 돌리면 펀칭팁(139)이 지그 내부로 전진하여 전지의 상면에 홈을 내는 방식으로 구현할 수 있는 등 다양한 변형, 변경이 가능하다.Meanwhile, the description of the
도 6은 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법을 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram showing a method for collecting gas generated from a secondary battery according to the present invention.
도 6을 참조할 때, 본 발명에 따른 이차전지 발생가스 포집방법은, 상기 전지를 지그하부에 장착하는 단계(S100); 개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부에 결합하는 단계(S200);Referring to Figure 6, the secondary battery generated gas collection method according to the present invention, the step of mounting the battery under the jig (S100); Moving the upper part of the jig by an air cylinder for opening and closing and coupling the upper part of the jig to the lower part (S200);
밀폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 압박하여 상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 형성된 지그 내부 공간을 밀폐하는 단계(S300);Sealing the inner space of the jig formed between the upper part of the jig and the lower part of the jig by pressing the upper part of the jig by an air cylinder for sealing (S300);
상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 밀폐된 상기 지그 내부 공간을 진공으로 형성하는 단계(S400);Vacuum forming the inner space of the jig sealed between the upper part of the jig and the lower part of the jig (S400);
상기 펀칭부를 작동하는 단계(S500); Operating the punching unit (S500);
상기 전지로부터 확산된 가스를 상기 지그에 연결된 가스포집부로 포집하는 단계(S600); Collecting the gas diffused from the battery into a gas collecting unit connected to the jig (S600);
상기 전지로부터 확산된 가스의 포집이 완료되면 상기 지그 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계(S700); 및Injecting an inert gas into the jig when collecting the gas diffused from the battery is completed (S700); And
상기 개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부와 상기 지그상부의 결합을 해제하는 단계(S800)를 포함한다. And releasing the combination of the lower jig and the upper jig by moving the upper jig by the air cylinder for opening and closing (S800).
상기 펀칭부(130)를 작동하는 단계(S500)는, 펀칭부(130)의 펀칭 헤드(131)가 눌려지는 단계; 펀칭부(130)의 펀칭팁(139)이 미리 설정된 거리만큼 이동되어 상기 전지, 예를 들면 상기 전지의 상단 중 단자를 제외한 부분에 홈을 형성시키는 단계; 및 상기 펀칭부의 펀칭팁(139)이 원 위치로 복귀하는 단계를 포함한다.The operation (S500) of the
앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시 예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경 가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.The above-described embodiment is only a preferred embodiment that enables a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains (hereinafter referred to as a'person in charge') to easily implement the present invention, and the above-described embodiment and accompanying drawings The scope of the present invention is not limited thereto because it is not limited to. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, and it is obvious that parts that can be easily changed by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. .
1: 이차전지 발생가스 포집장치
2: 가스포집관
110: 지그하부
111: 전지장착부
120: 지그상부
130: 펀칭부
130a: 펀칭부 가드
140: 가스포집관 연결부
150: 진공펌프 연결부
160: 불활성 가스 주입부
210: 하부지지판
220: 상부지지판
230: 기둥
310: 개폐용 에어 실린더
312: 제 1 실린더 튜브
314: 제 1 피스톤 로드
320: 밀폐용 에어 실린더
322: 제 2 실린더 튜브
324: 제 2 피스톤 로드
325: 압착용 바
330: 지그 상부 개폐 안내 로드
326: 스프링
330a: 베어링1: Secondary battery gas collection device
2: gas collection pipe
110: jig lower part
111: battery mounting part
120: upper jig
130: punching part
130a: punching part guard
140: gas collection pipe connection
150: vacuum pump connection
160: inert gas injection unit
210: lower support plate
220: upper support plate
230: pillar
310: air cylinder for opening and closing
312: first cylinder tube
314: first piston rod
320: air cylinder for sealing
322: second cylinder tube
324: second piston rod
325: crimping bar
330: jig upper opening and closing guide rod
326: spring
330a: bearing
Claims (12)
상기 지그하부에 탈착가능하게 결합될 수 있고 상기 지그하부와 함께 상기 전지가 내장되는 지그를 형성하는 지그상부;
상기 지그상부의 상부에 구비되고 상기 전지에 홈을 형성시키는 펀칭부; 및
상기 지그하부의 측면에 구비되고 상기 전지로부터 확산되는 가스를 수용가능한 가스포집부로 연결하는 가스포집부 연결부를 포함하고,
상기 지그상부의 상면에 결합되고 상기 지그상부로 하여금 왕복운동하여 지그하부에 탈착이 가능하도록 된 개폐용 에어 실린더; 및
상기 지그상부와 상기 지그하부의 결합 시에, 상기 지그의 내부 공간을 밀폐하는 밀폐용 에어 실린더를 추가로 포함하며,
상기 개폐용 에어 실린더는 제 1 실린더 튜브 및 상기 제 1 실린더 튜브 내에서 상하로 왕복운동하는 제 1 피스톤 로드를 포함하고,
상기 제 1 실린더 튜브의 하단부에 상부 지지판이 결합되고, 상기 제 1 피스톤 로드는 상기 상부 지지판보다 더 하측으로 연장되며,
상기 제 1 피스톤 로드의 최하단부는 상기 지그상부의 상면에 고정되고,
상기 제 1 피스톤 로드의 상기 왕복운동 방향과 평행한 방향으로 연장되며 하단부가 상기 지그상부의 상면에 고정되는 지그상부 개폐 안내 로드를 더 포함하며,
상기 제 1 피스톤 로드가 상기 왕복운동을 할 때 상기 지그상부와 상기 지그하부의 위치가 틀어지지 않도록 상기 지그상부 개폐 안내 로드의 상부는 상기 상부 지지판에 마련되는 베어링에 의해 지지되고,
상기 밀폐용 에어 실린더는 제 2 실린더 튜브 및 상기 제 2 실린더 튜브 내에서 상하로 왕복운동하는 제 2 피스톤 로드를 포함하며,
상기 제 2 피스톤 로드의 상기 왕복운동 방향과 수직한 방향인 제1 방향으로 연장된 형상을 갖고 상기 제 2 피스톤 로드의 최하단부에 결합된 압착용 바를 더 포함하고,
상기 지그상부와 상기 압착용 바 사이에는 제1 스프링 및 제2 스프링이 마련되며,
상기 제1 스프링 및 상기 제2 스프링은 상기 제1 방향 상에서 상기 제 2 피스톤 로드와 상기 압착용 바의 결합지점을 기준으로 서로 반대방향으로 일정거리 이격되어 배치되고,
상기 제 1 피스톤 로드 하단부는 상기 지그상부의 상면 중 상기 지그상부의 가장자리로부터 이격된 위치에 결합되며,
상기 압착용 바는 상기 지그상부의 상면 중 상기 지그상부의 모서리에 인접한 위치를 가압하고 상기 제1 방향은 상기 모서리의 길이방향과 평행한 것을 특징으로 하는, 이차전지 발생가스 포집장치.A jig lower part on which the battery is mounted;
A jig upper portion detachably coupled to the jig lower portion and forming a jig in which the battery is embedded together with the jig lower portion;
A punching part provided on the upper part of the jig and forming a groove in the battery; And
It is provided on a side surface of the lower part of the jig and includes a gas collecting part connecting part for connecting the gas diffused from the battery to an acceptable gas collecting part,
An opening/closing air cylinder coupled to the upper surface of the jig upper part and allowing the upper part of the jig to reciprocate and detachable from the lower part of the jig; And
When the jig upper portion and the jig lower portion are coupled, an air cylinder for sealing the inner space of the jig is further included,
The opening and closing air cylinder includes a first cylinder tube and a first piston rod reciprocating up and down in the first cylinder tube,
An upper support plate is coupled to a lower end of the first cylinder tube, and the first piston rod extends further downward than the upper support plate,
The lowermost end of the first piston rod is fixed to the upper surface of the upper jig,
Further comprising a jig upper opening and closing guide rod extending in a direction parallel to the reciprocating direction of the first piston rod and having a lower end fixed to the upper surface of the jig upper portion,
The upper part of the jig upper opening/closing guide rod is supported by a bearing provided on the upper support plate so that the positions of the jig upper part and the jig lower part are not displaced when the first piston rod performs the reciprocating motion,
The sealing air cylinder includes a second cylinder tube and a second piston rod reciprocating up and down in the second cylinder tube,
Further comprising a pressing bar having a shape extending in a first direction perpendicular to the reciprocating direction of the second piston rod and coupled to a lowermost end of the second piston rod,
A first spring and a second spring are provided between the upper part of the jig and the pressing bar,
The first spring and the second spring are arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a direction opposite to each other in the first direction with respect to the coupling point of the second piston rod and the compression bar,
The lower end of the first piston rod is coupled to a position spaced apart from the edge of the upper jig of the upper surface of the upper jig,
The pressing bar pressurizes a position adjacent to the edge of the jig upper portion of the upper surface of the jig, and the first direction is parallel to the longitudinal direction of the edge.
상기 전지가 위에 장착될 수 있는 전지장착부를 더 포함하고,
상기 전지장착부는 상기 지그하부의 상면에 구비되고, 상기 펀칭부의 위치에 대응하도록 위치되고, 상기 지그하부의 상면으로부터 단차가 형성된 것인, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
Further comprising a battery mounting portion on which the battery can be mounted,
The battery mounting unit is provided on an upper surface of the lower part of the jig, is positioned to correspond to the position of the punching part, and a step is formed from the upper surface of the lower part of the jig.
상기 지그하부의 측면에 구비되고 상기 지그에 진공펌프가 연결될 수 있는 진공펌프 연결부; 및
상기 지그하부의 측면에 구비되고 상기 지그의 내부로 불활성 가스를 주입할 수 있는 불활성 가스 주입부를 더 포함하는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
A vacuum pump connection part provided on a side surface of the lower part of the jig and capable of connecting a vacuum pump to the jig; And
Further comprising an inert gas injection part provided on the side of the lower part of the jig and capable of injecting an inert gas into the inside of the jig.
상기 펀칭부는:
상기 지그하부의 수용홈에서 왕복운동하는 본체;
상기 본체에 연결된 로드;
상기 로드의 왕복운동을 가이드하며, 상기 본체의 일측방향 이동을 제한하는 스탑퍼로 작용하는 가이드; 및
상기 본체에 연결된 펀칭팁을 포함하는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 3,
The punching part:
A main body reciprocating in the receiving groove of the lower part of the jig;
A rod connected to the main body;
A guide that guides the reciprocating motion of the rod and acts as a stopper for limiting the movement of the body in one direction; And
Secondary battery generation gas collecting device comprising a punching tip connected to the body.
상기 펀칭부는 펀칭 헤드와 상기 지그상부 사이에 결합될 수 있고, 상기 진공펌프의 가동시 압력차에 의해 상기 펀칭팁이 상기 지그의 내부로 내려가지 않도록 잡아주는 펀칭부 가드(guard)를 더 포함하는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 8,
The punching part may be coupled between the punching head and the upper part of the jig, and further comprises a punching part guard that holds the punching tip so that it does not descend into the inside of the jig due to a pressure difference when the vacuum pump is operated. , Secondary battery generation gas collection device.
상기 지그 내부에 신체 혹은 물체가 걸쳐있는 것을 감지하여 상기 지그 상부로 하여금 움직이지 않도록 하는 안전센서를 더 포함하는, 이차전지 발생가스 포집장치.The method of claim 1,
Further comprising a safety sensor that prevents the upper part of the jig from moving by sensing that a body or an object is over the inside of the jig.
상기 전지를 지그하부에 장착하는 단계;
개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부에 결합하는 단계;
밀폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 압박하여 상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 형성된 지그 내부 공간을 밀폐하는 단계;
상기 지그상부와 상기 지그하부 사이에 밀폐된 상기 지그 내부 공간을 진공으로 형성하는 단계;
상기 펀칭부를 작동하는 단계; 및
상기 전지로부터 확산된 가스를 상기 지그에 연결된 가스포집부로 포집하는 단계를 포함하는, 이차전지 발생가스 포집방법.In the method for collecting gas generated from the secondary battery in the secondary battery generating gas collection device according to any one of claims 2, 3, 8 to 10:
Mounting the battery under the jig;
Moving the upper part of the jig by an air cylinder for opening and closing and coupling the upper part to the lower part of the jig;
Sealing a jig inner space formed between the jig upper part and the jig lower part by pressing the upper part of the jig by a sealing air cylinder;
Vacuum forming the inner space of the jig sealed between the upper part of the jig and the lower part of the jig;
Operating the punching unit; And
And collecting the gas diffused from the battery by a gas collecting unit connected to the jig.
상기 전지로부터 확산된 가스의 포집이 완료되면 상기 지그 내부에 불활성 가스를 주입하는 단계; 및
상기 개폐용 에어 실린더에 의하여 상기 지그상부를 이동시켜 상기 지그하부와 상기 지그상부의 결합을 해제하는 단계를 더 포함하는, 이차전지 발생가스 포집방법.The method of claim 11,
Injecting an inert gas into the jig when collecting the gas diffused from the battery is completed; And
Further comprising the step of releasing the combination of the lower jig and the upper jig by moving the upper jig by the air cylinder for opening and closing.
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