KR102164460B1 - 가압 트레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 배터리 셀들 내부에 함침된 전해액을 고르게 분포시킬 수 있게 복수 개의 배터리 셀들을 가압하기 위한 가압 트레이는, 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 베이스부, 베이스부에 구비되며, 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 가압하는 가압부 및 가압부에 구비되며, 복수 개의 배터리 셀들의 가압 시 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 접촉하는 접촉 단자부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가압 트레이{PRESSING TRAY}
본 발명은 가압 트레이에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리 셀의 전해액 함침 시 배터리 셀을 가압하기 위한 가압 트레이에 관한 것이다.
이차 전지는 충전 및 방전을 통해 반복적으로 재사용될 수 있는 전지를 말한다. 이러한 이차 전지는 최근 들어 스마트폰, 노트북 컴퓨터, 나아가, 전기 자동차 등 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지 및 니켈-아연 전지 등 다른 이차 전지와 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 최근 들어 보다 활발하게 사용되고 있는 추세이다.
이러한 이차 전지는, 이른 바, 배터리 셀로서, 일반적으로, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 이러한 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스 및 이러한 파우치 케이스 외부로 돌출되며 전극 조립체와 전기적으로 연결되는 전극 리드들을 포함하여 구성된다. 여기서, 이차 전지는, 복수 개의 배터리 셀들로 이루어진 배터리 모듈 및 복수 개의 배터리 모듈들로 이루어진 배터리 팩 형태로도 제공될 수 있다.
배터리 셀의 제조는, 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스 내부에 전해액을 채우고, 충방전을 완료한 다음, 파우치 케이스를 밀봉하는 순서로 이루어지게 된다. 배터리 셀의 경우, 파우치 케이스 내부에 전해액이 채워질 때, 즉, 전해액 함침 시, 파우치 케이스 내부에 전해액이 채워지면, 파우치 케이스가 볼록하게 될 수 있다. 파우치 케이스 내부에 전해액이 고르게 분포되어야 배터리 셀의 용량이 커질 수 있어, 파우치 케이스 내부에 충진된 전해액이 고르게 퍼지도록 파우치 케이스를 가압하는 공정이 요구되며, 이를 위해 배터리 셀을 가압하기 위한 가압 트레이가 사용된다.
종래 이러한 가압 트레이는, 일반적으로, 복수 개의 배터리 셀들을 면 방향에 따라 가압하여 배터리 셀들 내부에 충진된 전해액을 고르게 함침시킨다.
그러나, 종래 가압 트레이에서는, 배터리 셀들의 전극 리드가 가압 트레이의 상측을 향하게 배치되는데, 배터리 셀들 가압 시 전해액이 배터리 셀들의 상측보다 하측으로 보다 몰리게 되어 전해액 함침 효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 종래 가압 트레이에서는 이러한 배터리 셀들 가압 이후, 배터리 셀들이 가압 트레이를 벗어나 추후 별도의 추가 공정을 통해 배터리 셀들의 충방전 및 전압 측정이 수행되는 바, 공정 효율이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배터리 셀들 내부의 전해액 함침 효율을 높일 수 있고 상기 배터리 셀들의 가압 시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있는 가압 트레이를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 해결하기 위해, 본 발명은, 복수 개의 배터리 셀들 내부에 함침된 전해액을 고르게 분포시킬 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들을 가압하기 위한 가압 트레이로서, 상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 베이스부; 상기 베이스부에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 가압하는 가압부; 및 상기 가압부에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 가압 시 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 접촉하는 접촉 단자부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이를 제공한다.
상기 가압부는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 마주 하게 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 배치되는 복수 개의 가압 지그들; 및 상기 복수 개의 가압 지그들이 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 가압할 수 있게 상기 복수 개의 가압 지그들을 상기 베이스부의 전후 방향을 따라 슬라이딩시키는 지그 구동부;를 포함하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들은, 상기 베이스부의 전후 방향에 수직한 상기 복수 개의 가압 지그들의 측면 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 접촉 단자부는, 복수 개로 구비되며, 상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 상기 복수 개의 가압 지그들에 각각 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각, 각각의 가압 지그의 양측면들 중 적어도 일측면에 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀의 전극 리드들은, 상기 복수 개의 가압 지그들의 일측면 방향을 따라 배치되며, 상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각, 각각의 가압 지그의 일측면에 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀의 전극 리드들은, 상기 복수 개의 가압 지그들의 양측면 방향을 따라 각각 배치되며, 상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각, 각각의 가압 지그의 양측면에 각각 구비될 수 있다.
상기 복수 개의 배터리 셀들과 상기 복수 개의 가압 지그들 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 배치를 가이드하기 위한 포지션 가이드부재;를 포함할 수 있다.
상기 포지션 가이드부재의 표면은 테플론 코팅될 수 있다.
상기 접촉 단자부는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 충방전을 위한 충방전유닛과 연결될 수 있다.
상기 접촉 단자부는, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전압을 측정하기 위한 전압 측정유닛과 연결될 수 있다.
상기 지그 구동부는, 상기 복수 개의 가압 지그들의 일측에서 최외곽에 배치되는 가압 지그를 마주 하는 구동 플레이트; 및 상기 구동 플레이트에 연결되며, 상기 복수 개의 가압 지그들을 슬라이딩시킬 수 있게 상기 구동 플레이트를 상기 베이스부의 전후 방향을 따라 슬라이딩시키는 구동 샤프트;를 포함할 수 있다.
상기 가압부는, 상기 베이스부의 전후 방향을 따라 구비되며, 상기 복수 개의 가압 지그들의 슬라이딩을 가이드할 수 있게 상기 복수 개의 가압 지그들과 연결되는 슬라이딩 가이드 레일;을 포함할 수 있다.
이상과 같은 다양한 실시예들에 따라, 배터리 셀 내부의 전해액 함침 효율을 높일 수 있고 상기 배터리 셀 가압 시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있는 가압 트레이를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 셀을 가압하는 가압 트레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 가압 트레이의 측면도이다.
도 5는 도 4의 가압 트레이의 A 부분의 확대도이다.
도 6은 도 3의 가압 트레이의 단면도이다.
도 7은 도 3의 가압 트레이에서의 충방전 및 전압 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 배터리 셀을 가압하는 가압 트레이를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 여기서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리 셀(10)은, 파우치형 이차 전지로 구비될 수 있으며, 대용량 및 고출력을 위해 복수 개의 상기 배터리 셀들(10)의 조립체로 구비된 배터리 모듈 및 배터리 팩을 구성할 수 있다.
상기 배터리 셀(10), 상기 배터리 모듈 및 상기 배터리 팩은 스마트 폰과 같은 모바일 기기, 노트북 컴퓨터, 전기 자동차, 전력 저장 장치 등 다양한 기구 및 설비 등에 이용될 수 있다.
이러한 상기 배터리 셀(10)은, 전극 조립체(11), 파우치 케이스(12), 전극 리드(15, 16) 및 절연 테이프(17, 18)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(11)는 양극판, 음극판 및 세퍼레이터 등으로 구성될 수 있다. 상기 전극 조립체(11)에 대해서는 잘 알려져 있으므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.
상기 파우치 케이스(12)는 상기 전극 조립체(11)를 패키징하기 위한 것으로서, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있다.
이러한 상기 파우치 케이스(12)는, 파우치 본체(13) 및 파우치 테두리(14)를 포함할 수 있다. 상기 파우치 본체(13)는 상기 전극 조립체(11)를 수용할 수 있다. 상기 파우치 테두리(14)는 상기 파우치 본체(13) 내부를 밀봉할 수 있게 상기 파우치 본체(13)로부터 돌출될 수 있다.
상기 전극 리드(15, 16)는 상기 전극 조립체(11)와 전기적으로 연결되며, 상기 파우치 케이스(12)의 상기 파우치 테두리(14) 밖으로 돌출될 수 있다. 본 실시예에서 상기 전극 리드(15, 16)는 상기 파우치 케이스(12)의 길이 방향(Y축 방향)의 일측 단부, 구체적으로, 상기 파우치 테두리(14)의 우측(+Y축 방향) 단부로부터 돌출될 수 있다.
이러한 상기 전극 리드(15, 16)는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 상기 한 쌍의 전극 리드(15, 16)는, 각각, 상기 파우치 케이스(12)의 길이 방향(Y축 방향)에서 일측 단부, 구체적으로, 상기 파우치 테두리(14)의 우측(+Y축 방향) 단부로부터 돌출되게 배치될 수 있다.
이러한 상기 한 쌍의 전극 리드(15, 16)는 제1 전극 리드(15) 및 제2 전극 리드(16)로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극 리드(15)는 양극 리드일 수 있고, 상기 제2 전극 리드(16)는 음극 리드일 수 있다. 반대로 상기 제1 전극 리드(15)가 음극 리드이고, 상기 제2 전극 리드(16)가 양극 리드로 구비되는 것도 가능할 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 상기 제1 전극 리드(15)가 양극 리드이며, 상기 제2 전극 리드(16)가 음극 리드인 것으로 한정하여 설명한다.
상기 절연 테이프(17, 18)는 상기 전극 리드(15, 16)의 개수에 대응되게 구비될 수 있으며, 상기 파우치 케이스(12)와 상기 전극 리드(15, 16) 사이에서의 단락 발생을 방지하고 상기 파우치 케이스(12)의 상기 파우치 테두리(14)의 밀봉력을 향상시킬 수 있다.
상기 절연 테이프(17, 18)는 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어질 수 있다. 예로써, 상기 한 쌍의 절연 테이프들(140)은 폴리이미드(PI: PolyImide), 폴리프로필렌(PP: PolyProphylene), 폴리에틸렌(PE: PolyEthylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: PolyEthylene Terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다.
이러한 상기 절연 테이프(17, 18)는 상기 전극 리드(15, 16)와 같이 한 쌍으로 구비될 수 있고, 제1 절연 테이프(17) 및 제2 절연 테이프(18)로 이루어질 수 있다.
상기 제1 절연 테이프(17)는 상기 파우치 케이스(12)의 길이 방향(Y축 방향)의 일측 단부, 구체적으로, 상기 파우치 테두리(14)의 우측(+Y축 방향) 단부에서, 상기 파우치 테두리(14)와 상기 제1 전극 리드(15) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제2 절연 테이프(18)는 상기 파우치 케이스(12)의 길이 방향(Y축 방향)의 일측 단부, 구체적으로, 상기 파우치 테두리(14)의 우측(+Y축 방향) 단부에서, 상기 파우치 테두리(14)와 상기 제2 전극 리드(16) 사이에 배치될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 상기 배터리 셀(10)에는, 제조 시, 상기 파우치 케이스(12) 내부로 전해액이 채워지게 된다. 즉, 상기 배터리 셀(10) 내부에는 상기 전해액이 함침될 수 있다.
상기 배터리 셀(10) 내부로 상기 전해액이 채워지게 되면, 상기 파우치 케이스(12)는 면 방향(X축 방향)을 따라 볼록하게 부풀어 오를 수 있다. 상기 배터리 셀(10)의 용량이 커지려면, 상기 전해액이 상기 파우치 케이스(12) 내부에 고르게 함침되어야 하는 바, 이후, 상기 배터리 셀(10)의 상기 파우치 케이스(12) 내부에 충진된 상기 전해액을 고르게 퍼지도록 상기 배터리 셀(10)의 상기 파우치 케이스(12)를 가압하는 공정이 수행될 수 있다. 이를 위해, 후술하는 가압 트레이(20, 도 3 내지 도 6 참조)를 통해, 상기 배터리 셀(10)을 가압할 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 배터리 셀(10)을 가압하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(20)에 대해 자세히 살펴 본다.
도 3은 도 1의 배터리 셀을 가압하기 위한 가압 트레이를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 가압 트레이의 측면도이며, 도 5는 도 4의 가압 트레이의 A 부분의 확대도이며, 도 6은 도 3의 가압 트레이의 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 가압 트레이(20)는, 상기 배터리 셀(10) 내부에 함침된 전해액을 고르게 분포시킬 수 있게, 즉, 상기 배터리 셀(10) 내부로 상기 전해액의 함침성을 향상시킬 수 있게 적어도 하나의 배터리 셀(10)을 가압하기 위한 설비로서, 일반적으로, 복수 개의 상기 배터리 셀들(10)을 가압할 수 있다.
이러한 상기 가압 트레이(20)는, 베이스부(100), 가압부(200), 포지션 가이드부재(300) 및 접촉 단자부(400)를 포함할 수 있다.
상기 베이스부(100)는 상기 가압 트레이(20)의 외관을 형성하며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)을 수용할 수 있다.
이러한 상기 베이스부(100)는, 하부 프레임(110), 상부 프레임(130), 한 쌍의 연결 프레임(150, 170)을 포함할 수 있다.
상기 하부 프레임(110)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(10) 및 후술하는 가압부(200), 포지션 가이드부재(300) 및 접촉 단자부(400) 등 상기 가압 트레이(20)의 각종 부품 등을 지지할 수 있다.
상기 상부 프레임(130)은 상기 하부 프레임(110)의 상측에 배치되며, 상기 하부 프레임(110)과 함께 상기 가압 트레이(20)의 각종 부품 등을 지지할 수 있는 소정 공간을 형성할 수 있다.
상기 한 쌍의 연결 프레임(150, 170)은 상기 하부 프레임(110)과 상기 상부 프레임(130)을 연결할 수 있다. 이러한 상기 한 쌍의 연결 프레임(150, 170)은 제1 연결 프레임(150) 및 제2 연결 프레임(170)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 연결 프레임(150)은, 대략 평평한 플레이트 형상으로서, 상기 가압 트레이(20)의 전방(+X축 방향)에 배치되며, 상기 하부 프레임(110)의 전방(+X축 방향) 단부와 상기 상부 프레임(130)의 전방(+X축 방향) 단부를 연결할 수 있다. 이러한 상기 제1 연결 프레임(150)에는 후술하는 구동 샤프트(236)가 관통 장착될 수 있다.
상기 제2 연결 프레임(170)은, 대략 평평한 플레이트 형상으로서, 상기 가압 트레이(20)의 후방(-X축 방향)에 배치되며, 상기 하부 프레임(110)의 후방(-X축 방향) 단부와 상기 상부 프레임(130)의 후방(-X축 방향) 단부를 연결할 수 있다.
상기 가압부(200)는 상기 베이스부(100)에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 면 방향(X축 방향)에 따른 전후면을 가압할 수 있다. 이러한 상기 가압부(200)는, 복수 개의 가압 지그들(210), 지그 구동부(230) 및 슬라이딩 가이드 레일(250)을 포함할 수 있다.
상기 복수 개의 가압 지그들(210)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 전후면을 마주 하게 상기 복수 개의 배터리 셀들(10) 사이에 배치될 수 있게 상기 베이스부(100)에 구비될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)은, 상기 베이스부(100)의 전후 방향(X축 방향)에 수직한 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 측면 방향(Y축 방향)을 따라 배치될 수 있다.
즉, 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 사이에서, 상기 복수 개의 상기 전극 리드들(15, 16)은 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 일측면 방향(Y축 방향), 본 실시예의 경우, 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 우측면 방향(+Y축 방향)을 따라 배치될 수 있다. 결국, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)은 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 사이에서 측면 방향(Y축 방향)을 따라 돌출되게 배치될 수 있다.
상기 지그 구동부(230)는, 상기 복수 개의 가압 지그들(210)이 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 면 방향(X축 방향)에 따른 전후면을 가압할 수 있게 상기 복수 개의 가압 지그들(210)을 상기 베이스부(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩시킬 수 있다.
이러한 상기 지그 구동부(230)는 구동 플레이트(232) 및 구동 샤프트(236)를 포함할 수 있다.
상기 구동 플레이트(232)는 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 일측(+X축 방향)에서 최외곽에 배치되는 가압 지그(210)를 마주 하게 상기 베이스부(100)에 구비될 수 있다.
상기 구동 샤프트(236)는 상기 구동 플레이트(232)에 연결되며, 상기 복수 개의 가압 지그들(210)을 상기 베이스부(100)의 전후 방향(X축 방향)으로 슬라이딩시킬 수 있게 상기 구동 플레이트(232)를 상기 베이스부(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라 슬라이딩시킬 수 있다.
상기 슬라이딩 가이드 레일(250)은 상기 베이스부(100)의 전후 방향(X축 방향)을 따라, 상기 하부 프레임(110) 및 상기 상부 프레임(130)에 각각 구비될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 슬라이딩 가이드 레일(250)은 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 및 상기 구동 플레이트(232)와 연결되며, 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 및 상기 구동 플레이트(232)의 슬라이딩을 가이드할 수 있다.
상기 포지션 가이드부재(300)는, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)과 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 사이에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 배치를 가이드할 수 있다. 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)은 설계 등에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 상기 포지션 가이드부재(300)는 상기 배터리 셀들(10)의 사이즈에 따라 상기 배터리 셀들(10)의 상기 가압 지그들(210) 사이에서의 배치 위치를 적절히 조절할 수 있다.
그리고, 상기 포지션 가이드부재(300)는 상기 가압 트레이(20)를 통한 상기 배터리 셀들(10) 가압 시 상기 배터리 셀들(10) 밖으로 유출될 수 있는 상기 전해액을 흡수하거나 또는 상기 유출될 수 있는 전해액을 일차적으로 커버하여, 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 밖으로 흘러 나가는 것을 방지할 수 있다. 이를 위해, 상기 포지션 가이드부재(300)의 표면에는 테플론 코팅 등 코팅 처리가 이루어질 수 있다.
상기 접촉 단자부(400)는 상기 가압부(200)에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 가압 시 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)과 각각 접촉할 수 있다.
이러한 상기 접촉 단자부(400)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)은 상기 복수 개의 가압 지그들(210)에 각각 구비될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)은, 각각, 각각의 가압 지그(210)의 측면 방향(Y축 방향)에서 양측면들 중 적어도 일측면에 구비될 수 있다.
본 실시예에서 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)은, 각각, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)과 접촉할 수 있도록, 각각의 가압 지그(210)의 일측면, 구체적으로, 우측면 방향(+Y축 방향)에 따른 일측 단부에 구비될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 가압 시 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 슬라이딩에 따라 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)과 접촉될 수 있고, 후술하는 제어장치(500, 도 7 참조)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)은, 각각, 양극 접촉 단자(410) 및 음극 접촉 단자(420)를 포함할 수 있다.
상기 양극 접촉 단자(410)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 양극 리드와 전기적으로 연결되기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)과 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)과의 접촉 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 제1 전극 리드(15)와 전기적으로 연결될 수 있게 접촉될 수 있다.
상기 음극 접촉 단자(420)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 음극 리드와 전기적으로 연결되기 위한 것으로서, 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)과 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 전극 리드들(15, 16)과의 접촉 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 제2 전극 리드(16)와 전기적으로 연결될 수 있게 접촉될 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 가압 트레이(10)의 동작에 대해 자세히 살펴 본다.
상기 가압 트레이(10)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 면 방향(X축 방향)에서 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)을 가압할 수 있다. 구체적으로, 상기 가압부(200)의 상기 구동 샤프트(236)는 상기 구동 플레이트(232)를 상기 베이스부(100)의 후방(-X축 방향)으로 슬라이딩시킬 수 있다.
상기 구동 플레이트(232)의 후방(-X축 방향) 슬라이딩에 따라, 상기 복수 개의 상기 가압 지그들(210), 또한, 상기 베이스부(100)의 후방(-X축 방향)으로 슬라이딩될 수 있다.
여기서, 상기 복수 개의 가압 지그들(210)은 상기 베이스부(100)의 상기 제2 연결 프레임(170)에 막혀 있으므로, 상기 슬라이딩에 따라 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)을 면 방향(X축 방향)에서 가압할 수 있다.
이에 따라, 상기 복수 개의 가압 지그들(210) 사이에 배치되는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)은 면 방향(X축 방향)에서 가압되어, 내부에 함침된 전해액이 골고루 퍼질 수 있다.
여기서, 상기 가압 트레이(20)에는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(15, 16)이 상기 복수 개의 가압 지그들(210)의 상측 방향(+Z축 방향)이 아닌 일측면 방향(+Y축 방향)에 배치되는 바, 잔존 전해액이 하측(-Z축 방향), 즉, 상기 전극 리드들(15, 16)의 반대편(-Z축 방향) 방향으로 몰리는 것이 근본적으로 방지될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 가압 트레이(20)에서는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 전해액 함침 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
이하에서는, 이러한 상기 가압 트레이(10)에서의 상기 복수 개의 배터리 셀들(20)의 충방전 및 전압 측정에 대해 자세히 살펴 본다.
도 7은 도 1의 가압 트레이에서의 충방전 및 전압 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 가압 트레이(20)의 상기 가압 시, 상기 가압 트레이(20)는 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 가압과 함께 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 충방전 및 전압 측정도 함께 수행할 수 있다.
구체적으로 살펴 보면, 제조자 등은 상기 가압 트레이(20)의 상기 가압 공정 시, 상기 가압 트레이(20)의 상기 복수 개의 접촉 단자부들(400)을 제어 장치(500)와 전기적으로 연결할 수 있다.
여기서, 상기 제어 장치(500)는 충방전유닛(510) 및 상기 전압 측정유닛(520)을 포함할 수 있다.
상기 충방전유닛(510)은, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 충방전을 위한 것으로서, 상기 접촉 단자부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 가압 트레이(20)의 가압 공정 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 충방전 공정을 함께 수행할 수 있다.
상기 전압 측정유닛(520)은 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 전압을 측정하기 위한 것으로서, 상기 접촉 단자부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에서는 상기 가압 트레이(20)의 가압 공정 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 전압을 함께 측정할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상기 가압 트레이(20)의 상기 가압 공정 시 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 불량 여부도 함께 확인할 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 가압 트레이(20)는 상기 접촉 단자부들(400)을 통해 상기 가압 공정 시 상기 배터리 셀들(10)의 충방전 및 전압 측정을 함께 수행할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 상기 가압 트레이(20)를 통한 상기 가압 공정 시, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 충방전 및 전압 측정을 함께 수행할 수 있는 바, 상기 복수 개의 배터리 셀들(10)의 제조 공정 효율이 현저히 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 셀을 설명하기 위한 도면이며, 도 9는 도 8의 배터리 셀을 가압하는 가압 트레이를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 배터리 모듈(30) 및 가압 트레이(50)은 앞선 실시예에서의 상기 배터리 모듈(10) 및 상기 가압 트레이(20)와 실질적으로 동일하거나 또는 유사하므로, 동일하거나 유사한 구성들에 대해서는 반복적으로 설명하지 않고 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 배터리 셀(30)은, 전극 조립체(31), 파우치 케이스(32), 전극 리드(35, 36) 및 절연 테이프(37, 38)를 포함할 수 있다.
상기 전극 조립체(31)는 앞선 실시예의 전극 조립체(11)와 실질적으로 유사하므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.
상기 파우치 케이스(32)는, 파우치 본체(33) 및 파우치 테두리(34)를 포함할 수 있다. 상기 파우치 본체(33) 및 파우치 테두리(34)는 앞선 실시예의 파우치 본체(13) 및 파우치 테두리(14)와 실질적으로 유사하므로, 이하, 자세한 설명을 생략한다.
상기 전극 리드(35, 36)는 한 쌍으로 구비될 수 있고, 상기 한 쌍의 전극 리드(35, 36)는, 제1 전극 리드(35) 및 제2 전극 리드(36)를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극 리드(35)는 상기 파우치 케이스(32)의 일측면 방향(+Y축 방향), 구체적으로, 상기 파우치 케이스(32)의 우측면 방향(+Y축 방향)으로 돌출될 수 있다.
상기 제2 전극 리드(36)는 상기 파우치 케이스(32)의 타측면 방향(-Y축 방향), 구체적으로, 상기 파우치 케이스(32)의 좌측면 방향(-Y축 방향)으로 돌출될 수 있다.
상기 절연 테이프(37, 38)는 한 쌍으로 구비될 수 있고, 상기 한 쌍의 절연 테이프(37, 38)는, 제1 절연 테이프(37) 및 제2 절연 테이프(38)를 포함할 수 있다.
상기 제1 절연 테이프(37)는 상기 파우치 케이스(32)의 일측면 방향(+Y축 방향), 구체적으로, 상기 파우치 케이스(32)의 우측면 방향(+Y축 방향)으로 돌출될 수 있다.
상기 제2 절연 테이프(38)는 상기 파우치 케이스(32)의 타측면 방향(-Y축 방향), 구체적으로, 상기 파우치 케이스(32)의 좌측면 방향(-Y축 방향)으로 돌출될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 배터리 셀(30)에서는 앞선 실시예의 배터리 셀(20)와 달리 상기 한 쌍의 전극 리드(35, 36) 및 상기 한 쌍의 절연 테이프(37, 38)가 상기 파우치 케이스(32)의 양측면으로 각각 돌출되게 구비될 수 있다.
이러한 상기 복수 개의 배터리 셀들(30)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(35, 36)은 상기 복수 개의 가압 지그들(610)의 양측면 방향을 따라 각각 배치될 수 있게 상기 가압 트레이(50)에 구비될 수 있다.
그리고, 상기 가압 트레이(50)에서, 상기 가압 트레이(50)의 상기 접촉 단자부들(700, 800)은 각각의 전극 리드(35, 36)와 접촉될 수 있게 각각의 가압 지그(610)의 양측면에 각각 구비될 수 있다.
이처럼, 본 실시예에 따른 상기 가압 트레이(50), 또한, 상기 복수 개의 배터리 셀들(30)의 상기 한 쌍의 전극 리드들(35, 36)이 상기 복수 개의 가압 지그들(610)의 상측 방향(+Z축 방향)이 아닌 양측면 방향(Y축 방향)에 배치되는 바, 잔존 전해액이 하측(-Z축 방향), 즉, 상기 전극 리드들(35, 36)의 반대편(-Z축 방향) 방향으로 몰리는 것이 근본적으로 방지될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 상기 가압 트레이(50), 또한, 상기 복수 개의 배터리 셀들(30)의 전해액 함침 효율이 현저하게 향상될 수 있다.
아울러, 본 실시예에 따른 상기 가압 트레이(50), 또한, 상기 접촉 단자부들(700, 800)을 통해 상기 가압 공정 시 상기 배터리 셀들(30)의 충방전 및 전압 측정을 함께 수행할 수 있는 바, 상기 복수 개의 배터리 셀들(30)의 제조 공정 효율이 현저히 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
10: 배터리 셀 11: 전극 조립체
12: 파우치 케이스 13: 파우치 본체
14: 파우치 테두리 15, 16: 전극 리드
17, 18: 절연 테이프 20: 가압 트레이
30: 배터리 셀 31: 전극 조립체
32: 파우치 케이스 33: 파우치 본체
34: 파우치 테두리 35, 36: 전극 리드
37, 38: 절연 테이프 50: 가압 트레이
100: 베이스부 110: 하부 프레임
130: 상부 프레임 150: 제1 연결 프레임
170: 제2 연결 프레임 200: 가압부
210: 가압 지그 230: 지그 구동부
232: 구동 플레이트 236: 구동 샤프트
250: 슬라이딩 가이드 레일 300: 포지션 가이드부재
400: 접촉 단자부 410: 양극 접촉 단자
420: 음극 접촉 단자 500: 제어 장치
510: 충방전유닛 520: 전압 측정유닛
610: 가압 지그 700, 800: 접촉 단자부

Claims (12)

  1. 복수 개의 배터리 셀들 내부에 함침된 전해액을 고르게 분포시킬 수 있게 상기 복수 개의 배터리 셀들을 가압하기 위한 가압 트레이에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀들을 수용하는 베이스부;
    상기 베이스부에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 가압하는 가압부; 및
    상기 가압부에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 가압 시 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들과 접촉하는 접촉 단자부;를 포함하며,
    상기 가압부는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 마주 하게 상기 복수 개의 배터리 셀들 사이에 배치되는 복수 개의 가압 지그들; 및
    상기 복수 개의 가압 지그들이 상기 복수 개의 배터리 셀들의 전후면을 가압할 수 있게 상기 복수 개의 가압 지그들을 상기 베이스부의 전후 방향을 따라 슬라이딩시키는 지그 구동부;를 포함하며,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 전극 리드들은,
    상기 베이스부의 전후 방향에 수직한 상기 복수 개의 가압 지그들의 측면 방향을 따라 배치되며,
    상기 가압 트레이는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들과 상기 복수 개의 가압 지그들 사이에 구비되며, 상기 복수 개의 배터리 셀들의 배치를 가이드하기 위한 포지션 가이드부재;를 포함하며,
    상기 포지션 가이드부재의 표면은 테플론 코팅되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 단자부는, 복수 개로 구비되며,
    상기 복수 개의 접촉 단자부들은,
    상기 복수 개의 가압 지그들에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각,
    각각의 가압 지그의 양측면들 중 적어도 일측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀의 전극 리드들은,
    상기 복수 개의 가압 지그들의 일측면 방향을 따라 배치되며,
    상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각,
    각각의 가압 지그의 일측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수 개의 배터리 셀의 전극 리드들은,
    상기 복수 개의 가압 지그들의 양측면 방향을 따라 각각 배치되며,
    상기 복수 개의 접촉 단자부들은, 각각,
    각각의 가압 지그의 양측면에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 단자부는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 충방전을 위한 충방전유닛과 연결되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 단자부는,
    상기 복수 개의 배터리 셀들의 전압을 측정하기 위한 전압 측정유닛과 연결되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지그 구동부는,
    상기 복수 개의 가압 지그들의 일측에서 최외곽에 배치되는 가압 지그를 마주 하는 구동 플레이트; 및
    상기 구동 플레이트에 연결되며, 상기 복수 개의 가압 지그들을 슬라이딩시킬 수 있게 상기 구동 플레이트를 상기 베이스부의 전후 방향을 따라 슬라이딩시키는 구동 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는,
    상기 베이스부의 전후 방향을 따라 구비되며, 상기 복수 개의 가압 지그들의 슬라이딩을 가이드할 수 있게 상기 복수 개의 가압 지그들과 연결되는 슬라이딩 가이드 레일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
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