KR102196269B1

KR102196269B1 - 전지셀 자동 공급장치

Info

Publication number: KR102196269B1
Application number: KR1020160090584A
Authority: KR
Inventors: 박병대; 김지우; 백주환
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2020-12-29
Also published as: KR20180009108A

Abstract

본 발명은, 전지셀들을 컨베이어 장치로 자동 공급하기 위한 장치로서, 적어도 둘 이상의 전지셀들을 적층 수납하기 위해 지면을 기준으로 상면이 개방된 상자형태의 수납부, 및 상기 수납부 하부에 형성되어 있고 전지셀들 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀부터 한 개씩 매거진 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구를 포함하는 구조의 매거진; 상기 매거진을 상면에 거치하고 서로 이격되어 평행하게 배치된 둘 이상의 플레이트들을 포함하는 매거진 거치대; 상기 매거진에 적층 수납된 전지셀들 중에서 타측 단부측에 위치한 전지셀을 가압하여 전지셀들을 배출구 쪽으로 모두 이동시키기 위한 전지셀 가압블록이 형성되어 있는 승강 플렛폼; 상기 승강 플렛폼이 장착되어 있고 배출구 쪽으로 이동하기 위한 레일 홈부가 형성되어 있는 플랫폼 레일대; 상기 플랫폼 레일대를 상면에 장착하고 있고, 상기 매거진 거치대를 지지하기 위한 적어도 둘 이상의 지지봉들을 포함하고 있는 베이스 플레이트; 및 상기 플래폼 레일대 상에서 승강 플렛폼을 왕복 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모터;를 포함하는 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치를 제공한다.

Description

전지셀 자동 공급장치 {Automatic Supplying Apparatus for Battery Cell}

본 발명은 전지셀 자동 공급장치에 관한 것이다.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지나 청정에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다.

최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고 사이클 수명이 길며 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

또한, 환경 문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이러한 리튬 이차전지는 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 사용되고 있다.

또한, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지, 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 각형 전지, 및 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.

구체적으로, 도 1에는 종래의 각형 전지의 분해 사시도가 모식적으로 도시되어 있다.

도 1를 참조하면, 각형 전지(10)는, 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스 내부에 밀봉되어 있는 전지셀(11), 전해액을 주입하기 위한 전해액 주액구(19)와 돌출형 전극단자가 형성되어 있고 전지케이스의 개방 상단에 결합되어 있는 탑 캡(17), 과충전 등의 비정상인 상태를 효과적으로 제어하는 PCM 어셈블리(12), 상부에 PCM 어셈블리(12)가 탑재되며 전지셀(11)의 탑 캡(top cap)(17)의 상단면(17)에 장착되는 절연성 장착부재(13), PCM 어셈블리(12)가 탑재된 상태에서 절연성 장착부재(13)를 감싸면서 전지셀(11)의 상단부에 결합되는 절연성 상단 캡(14), 전지셀(11)의 하단부에 결합되는 절연성 하단 캡(15), 및 전지셀(11) 케이스의 외면을 감싸며 부착되는 외장 필름(16)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.

한편, 종래기술에서는, 각형 전지의 셀들의 충전상태(SOC, State of charge), 건강상태(SOH, State of health) 등을 연산하여 부적합한 전지셀들을 판정하는 셀 그레이딩(cell grading) 작업을 수행하거나, 전지셀 표면에 라벨링 작업 등을 실시하기 위한 장치에, 전지셀을 공급하기 위해서는 작업자가 수작업으로 다수개의 전지셀들을 한꺼번에 또는 낱개로 전지셀을 장치(예를 들면, 이송 컨베이어 장치)로 공급해야만 했다. 그러나, 종래의 작업자에 의해 전지셀을 공급하는 방식은 일정한 간격과 빠른 속도로 공급하기가 어려웠고, 작업자의 실수로 전지셀을 떨어트리는 등으로 인해 공급이 지연되거나, 작업자의 컨디션에 따라 공급량과 속도가 일정하지 못해 공정 효율성이 낮아지는 요인이 되었다.

따라서, 상기한 문제점들을 해결할 수 있는 일정한 간격으로 더 많은 양의 전지팩을 안정적으로 공급할 수 있는 기술이 매우 필요한 실정이다.

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

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전지셀들 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀부터 한 개씩 매거진 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구를 포함하는 구조의 매거진을 포함한 자동 공급하기 위한 장치를 이용하여 전지셀들을 컨베이어 장치로 공급할 경우, 종래 기술의 수작업으로 이루어졌던 전지셀 공급을 기계 자동화를 이룰 수 있고, 일정한 간격과 공급량으로 전지셀을 안정적으로 공급할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 전지셀들을 컨베이어 장치로 자동 공급하기 위한 장치는,

적어도 둘 이상의 전지셀들을 적층 수납하기 위해 지면을 기준으로 상면이 개방된 상자형태의 수납부, 및 상기 수납부 하부에 형성되어 있고 전지셀들 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀부터 한 개씩 매거진 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구를 포함하는 구조의 매거진;

상기 매거진을 상면에 거치하고 서로 이격되어 평행하게 배치된 둘 이상의 플레이트들을 포함하는 매거진 거치대;

상기 매거진에 적층 수납된 전지셀들 중에서 타측 단부측에 위치한 전지셀을 가압하여 전지셀들을 배출구 쪽으로 모두 이동시키기 위한 전지셀 가압블록이 형성되어 있는 승강 플렛폼;

상기 승강 플렛폼이 장착되어 있고 배출구 쪽으로 이동하기 위한 레일 홈부가 형성되어 있는 플랫폼 레일대;

상기 플랫폼 레일대를 상면에 장착하고 있고, 상기 매거진 거치대를 지지하기 위한 적어도 둘 이상의 지지봉들을 포함하고 있는 베이스 플레이트; 및

상기 플래폼 레일대 상에서 승강 플렛폼을 왕복 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모터;

를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, '매거진'은 지면을 기준으로 상부가 상면이 개방된 상자형태이고 전지셀의 전체 크기가 수납될 수 있는 크기의 용기를 의미한다.

따라서, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치는 종래 기술의 수작업으로 이루어졌던 전지셀 공급을 구도 모터를 통해 전지셀을 공급함으로써 기계 자동화를 이룰 수 있고, 일정한 간격과 공급량으로 전지셀을 안정적으로 공급할 수 있어, 공정효율을 높일 수 있는 효과를 발휘한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 자동 공급장치에 전지셀들이 수납된 매거진을 매거진 거치대에 손쉽게 탑재할 수 있도록, 상기 매거진의 외측벽들에는 작업자가 매거진을 이동하기 위해 적어도 하나 이상의 손잡이가 형성되어 있을 수 있다.

또한, 상기 매거진의 배출구는 매거진의 하면에 접해 있는 전지셀의 일면에 대응되는 형상으로 천공되어 있는 구조일 수 있고, 상기 배출구의 형상적 특징으로 인해 매회 1개의 전지셀이 공급될 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 매거진에는 승강 플렛폼의 전지셀 가압블록이 삽입되어 있고, 상기 전지셀 가압블록을 배출구 쪽으로 이동시키 위한 삽입 개구가 형성되어 있는 구조일 수 있다. 상기 전지셀 가압블록은 이러한 삽입 개구를 통해 배출구 쪽으로 일정 간격으로 스텝 이동하여, 매거진 내부에 적층 수납된 전지셀들을 전체적으로 배출구 쪽으로 가압 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 삽입 개구는 매거진의 중심을 기준으로 배출구에 대향하는 방향의 측벽 및 매거진의 하벽에 형성되어 있을 수 있고, 더욱 상세하게는, 상기 삽입 개구는 측벽에서부터 하벽으로 연속하여 연장된 형상으로 형성되어 있을 수 있다. 이러한 구조로 인해, 본 발명의 전지셀 가압블록은 매거진의 측벽에 형성된 삽입 개구로 도입되어 매거진 하벽에 연속하여 연장된 삽입 개구를 따라 배출구가 형성된 방향으로 이동할 수 있게 된다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 매거진은, 배출구 쪽으로 전지셀들의 이동을 유도하기 위한 적어도 하나 이상의 전지셀 가이드 바(guide bar), 및 상기 전지셀들의 적층 방향을 기준으로 전지셀의 폭 크기에 따라 전지셀 가이드 바의 위치를 조절할 수 있는 적어도 하나 이상의 볼트용 개구를 포함할 수 있고, 상세하게는, 상기 전지셀 가이드 바는 매거진 내부 하벽에 장착될 수 있고, 상기 볼트용 개구는 전지셀 가이드를 매거진에 고정할 수 있도록 매거진의 하벽에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치는 매거진을 매거진 거치대에 안정적으로 고정 안착하기 위해, 상기 매거진 거치대는 매거진을 고정 장착하기 위한 적어도 하나 이상의 수납 걸이대가 플레이트들 상에 형성되어 있을 수 있다. 상세하게는, 상기 수납 걸이대는 매거진의 측벽들을 가압 고정하기 위해 다수의 수납 걸이대들로 구성될 수 있고, 수납 걸이대들은 위치에 따라 형상이 달라질 수 있다.

또한, 상기 플레이트들의 일측 단부들이 서로 연결된 평면상으로 'U'자형인 플레이트일 수 있다. 그러나, 반드시 이러한 형성으로만 한정되는 것은 아니고, 2개의 플레이트가 평행하게 위치된 '11'자형일 수 있고, 또는 상기 매거진의 배출구가 형성된 방향으로 타측 단부들이 서로 연결된 평면상으로 위 아래가 뒤집힌 'U'자형 플레이트일 수 있고, 일측 단부들 및 타측 단부들이 모두 서로 연결된 편면상으로 'O'자 형태일 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 승강 플렛폼의 전지셀 가압블록은 매거진 거치대의 플레이트들의 이격된 공간에 삽입될 수 있고, 또한 상기 승강 플렛폼의 전지셀 가압블록은 매거진 거치대의 플레이트들의 이격된 공간을 왕복 이동하도록 작동될 수 있다.

또한, 상기 승강 플렛폼은, 승강 플렛폼의 하부에 결합되어 있고 플랫폼 레일대의 레일 홈부에 삽입되어 왕복 이동할 수 있는 이동부재를 추가로 포함하고 있을 수 있다. 구체적으로, 상기 이동부재는 레일 홈부에 삽입되기 위한 걸이대가 형성되어 있을 수 있고, 이동부재의 상면에는 승강 플렛폼이 장착 결합될 수 있도록 안착대가 형성되어 있을 수 있다.

본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치는 콤팩트한 구조를 형성할 수 있도록 상기 베이스 플레이트가 지지봉의 길이만큼 매거진 거치대로부터 이격되어 있을 수 있고, 상기 베이스 플레이트와 매거진 거치대 사이에는 플랫폼 레일대가 위치하는 구조일 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 구동 모터는 플랫폼 레일대의 일측 단부에 결합되어 있을 수 있고, 상기 승강 플렛폼은 체인을 통해 구동 모터와 연결되어 있으며, 상기 체인은 구동 모터의 구동력을 전달받아 승강 플렛폼을 왕복 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 구동 모터는 일정 각도로 스텝 회전하는 스텝 모터일 수 있다. 상기 스텝 회전의 속도는 공정시간의 최대 시간인 택트 타임(tact time)이 1.0 sec 내지 2 sec이 되도록 설정될 수 있고, 상세하게는 1.5 sec일 수 있다. 상기 스텝 모터를 사용할 경우, 일정 간격으로 전지셀들을 공급할 수 있는 이점이 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 매거진으로부터 배출된 전지셀을 받아 미끄러지듯 이동시키는 경사대를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 전지셀 자동 공급장치와, 상기 장치로부터 공급된 전지셀이 이동하는 컨베이어 벨트를 포함하고 있는 전지셀 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기 전지셀 제조 장치는 각형 전지셀을 셀들의 충전상태(SOC, State of charge), 건강상태(SOH, State of health) 등을 연산하여 부적합한 전지셀들을 판정하는 셀 그레이딩(cell grading) 작업을 수행하는 장치이거나, 전지셀 표면에 라벨링 작업 등을 실시하기 위한 장치일 수 있다.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치는, 전지셀들 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀부터 한 개씩 매거진 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구가 형성된 매거진을 이용하여 전지셀들을 컨베이어 장치로 공급함으로써, 종래 기술의 수작업으로 이루어졌던 전지셀 공급을 기계 자동화를 이룰 수 있고, 일정한 간격과 공급량으로 전지셀을 안정적으로 공급할 수 있어, 공정효율을 높일 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 종래기술에 따른 각형 전지셀의 사시도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치들을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 하나의 전지셀 자동 공급장치를 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진이 매거진 거치대에 탑재되지 않은 형태를 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진을 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진의 일부위를 확대한 확대도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 전지셀 가이드 바를 나타낸 모식적인 측면도 및 정면도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치를 포함하고 있는 전지셀 제조 장치를 나타낸 모식적인 사시도이다;

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치들을 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 하나의 전지셀 자동 공급장치를 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진이 매거진 거치대에 탑재되지 않은 형태를 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치(100)는 전지셀들(200)을 컨베이어 장치(300)로 자동 공급하기 위한 장치(100)로서, 크게는 매거진(110), 매거진 거치대(120), 승강 플렛폼(150), 플랫폼 레일대(140), 베이스 플레이트(130) 및 구동 모터(170)를 포함하고 있다.

여기서, 매거진(110)은 다수의 전지셀들(200)을 적층 수납하기 위해 지면을 기준으로 상면이 개방된 상자형태의 수납부(113)와, 이러한 수납부(113) 하부에 형성되어 있고, 또한, 매거진(110)은 전지셀들(200) 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀(201)부터 한 개씩 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구(114)를 포함하는 구조로 형성되어 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 매거진 거치대(120)는 매거진(110)을 상면에 거치하고 서로 이격되어 평행하게 배치된 플레이트들(122, 124)을 포함하고 있다.

또한, 승강 플렛폼(150)은 매거진(110)에 적층 수납된 전지셀들(200) 중에서 타측 단부측에 위치한 전지셀(202)을 가압하여 전지셀들(200)을 배출구(114) 쪽으로 모두 이동시키기 위한 전지셀 가압블록(152)이 형성되어 있다.

여기서, 플랫폼 레일대(140)는 승강 플렛폼(150)이 장착되어 있고 배출구(114) 쪽으로 이동하기 위한 레일 홈부(142)가 형성되어 있다.

여기서, 베이스 플레이트(130)는 플랫폼 레일대(140)를 상면에 장착하고 있고, 매거진 거치대(120)를 지지하기 위한 지지봉들(135)을 포함하고 있다.

여기서, 구동 모터(170)는 플랫폼 레일대(140) 상에서 승강 플렛폼(150)을 왕복 이동시키기 위한 구동력을 발생시킨다.

도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진을 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 매거진의 일부위를 확대한 확대도가 도시되어 있다.

도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 전지셀 자동 공급장치(100)에 전지셀들(200)이 수납된 매거진(110)을 매거진 거치대(120)에 손쉽게 탑재할 수 있도록, 매거진(110)의 외측벽들(117, 119)에는 작업자가 매거진(110)을 이동하기 위해 적어도 손잡이들(111, 112)이 형성되어 있다.

또한, 매거진(110)의 배출구(114)는 매거진(110)의 수납부(113)의 하면에 접해 있는 전지셀(201)의 일면에 대응되는 형상으로 천공되어 있는 구조이고, 이러한 배출구(114)의 형상적 특징으로 인해 매회 1개의 전지셀(201)이 공급된다.

도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치의 전지셀 가이드 바를 나타낸 모식적인 측면도 및 정면도가 도시되어 있다.

도 2, 도 5 및 도 7을 참조하면, 매거진(110)은, 배출구(114) 쪽으로 전지셀들(200)의 이동을 유도하기 위한 전지셀 가이드 바들(171, 172), 및 전지셀들(200)의 적층 방향을 기준으로 전지셀(201)의 폭 크기에 따라 전지셀 가이드 바들(171, 172)의 위치를 조절할 수 있는 볼트용 개구들(116)이 형성되어 있다. 또한, 전지셀 가이드 바(171, 172)가 매거진(110) 내부 하벽(118)에 장착될 수 있도록, 볼트용 개구들(116)은 매거진(110)의 하벽(118)에 형성되어 있다.

또한, 전지셀 가이드 바들(171, 172)에는 매거진 내부 하벽(118)에 형성된 볼트용 개구들(116)과 대응되는 관통구들(175)이 형성되어 있다.

다시 도 2, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 매거진(110)에는 승강 플렛폼(150)의 전지셀 가압블록(도 4, 152)이 삽입되어 있고, 전지셀 가압블록(152)을 배출구(114) 쪽으로 이동시키 위한 삽입 개구(115)가 형성되어 있는 구조이다.

이러한 전지셀 가압블록(152)은 매거진(110)의 삽입 개구(115)를 통해 배출구(114) 쪽으로 일정 간격으로 스텝 이동하여, 매거진(110) 내부에 적층 수납된 전지셀들(200)을 전체적으로 배출구(114) 쪽으로 가압 이동한다. 여기서, 삽입 개구(115)는 매거진(110)의 중심을 기준으로 배출구(114)에 대향하는 방향의 측벽(117) 및 매거진(110)의 하벽(118)에 형성되어 있고, 이러한 삽입 개구(115)는 측벽(117)에서부터 하벽(118)으로 연속하여 연장된 형상으로 형성되어 있다. 이러한 구조로 인해, 본 발명의 전지셀 가압블록(152)은 매거진(110)의 측벽(117)에 형성된 삽입 개구(115)로 도입되어 매거진(110) 하벽(118)에 연속하여 연장된 삽입 개구(115)를 따라 배출구(114)가 형성된 방향으로 이동할 수 있다.

도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치(100)는 매거진(110)을 매거진 거치대(120)에 안정적으로 고정 안착하기 위해, 매거진 거치대(120)는 매거진(110)을 고정 장착하기 위한 매거진(110)의 제 1 측벽(117), 제 2 측벽(119), 제 3 측벽(193) 및 제 4 측벽(194)을 가압 고정하기 위해 수납 걸이대들(128, 129)이 플레이트들(122, 124) 상에 형성되어 있다.

또한, 플레이트들(122, 124)의 일측 단부들(127)이 서로 연결된 평면상으로 'U'자형인 플레이트이다. 승강 플렛폼(150)의 전지셀 가압블록(152)은 매거진 거치대(120)의 플레이트들(122, 124)의 이격된 공간에 삽입되어 있고, 또한 승강 플렛폼(150)의 전지셀 가압블록(152)은 매거진 거치대(120)의 플레이트들(122, 124)의 이격된 공간을 왕복 이동하도록 작동된다.

또한, 승강 플렛폼(150)은, 승강 플렛폼(150)의 하부에 결합되어 있고 플랫폼 레일대(140)의 레일 홈부(142)에 삽입되어 왕복 이동할 수 있는 이동부재(154)를 포함하고 있다.

도 2, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치(100)는 콤팩트한 구조를 형성할 수 있도록 베이스 플레이트(130)가 지지봉(135)의 길이만큼 매거진 거치대(120)로부터 이격되어 있고, 베이스 플레이트(130)와 매거진 거치대(120) 사이에는 플랫폼 레일대(140)가 위치하는 구조이다.

이때, 구동 모터(170)는 플랫폼 레일대(140)의 일측 단부에 결합되어 있고, 승강 플렛폼(150)은 체인(도시하지 않음)을 통해 구동 모터(170)와 연결되어 있으며, 체인(도시되지 않음)은 구동 모터(170)의 구동력을 전달받아 승강 플렛폼(150)을 왕복 이동시킨다.

이때, 구동 모터(170)는 일정 각도로 스텝 회전하는 스텝 모터이고, 스텝 회전의 속도는 공정시간의 최대 시간인 택트 타임(tact time)이 1.5 sec가 되도록 설정된다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 전지셀 자동 공급장치(100)는 매거진(110)으로부터 배출된 전지셀(201)을 받아 미끄러지듯 이동시키는 경사대(160)를 포함하고 있다.

도 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 자동 공급장치를 포함하고 있는 전지셀 제조 장치를 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 본 발명은 전지셀 자동 공급장치(100)와, 장치(100)로부터 공급된 전지셀(200)이 이동하는 컨베이어 벨트(310)를 포함하고 있는 전지셀 제조 장치(500)를 제공한다.

여기서, 전지셀 제조 장치(500)는 각형 전지셀을 셀들의 충전상태(SOC, State of charge), 건강상태(SOH, State of health) 등을 연산하여 부적합한 전지셀들(200)을 판정하는 셀 그레이딩(cell grading) 작업을 수행하는 장치이다.

앞서 도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 전지셀 자동 공급장치는 종래 기술의 수작업으로 이루어졌던 전지셀 공급을 기계 자동화를 이룰 수 있고, 일정한 간격과 공급량으로 전지셀을 안정적으로 공급할 수 있어, 공정효율을 높일 수 있는 효과를 발휘한다.

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

Claims

전지셀들을 컨베이어 장치로 자동 공급하기 위한 장치로서,
적어도 둘 이상의 전지셀들을 적층 수납하기 위해 지면을 기준으로 상면이 개방된 상자형태의 수납부, 및 상기 수납부 하부에 매거진의 하면에 접해 있는 전지셀의 일면에 대응되는 형상으로 천공되어 있고, 상기 수납부에 적층 수납된 전지셀들 중에서 일측 단부측에 위치한 전지셀부터 한 개씩 매거진 밖으로 하강 배출하기 위한 배출구를 포함하는 구조의 매거진;
두 개의 매거진을 나란한 배열로 그 상면에 거치하고 서로 이격되어 평행하게 배치된 둘 이상의 플레이트들을 포함하는 매거진 거치대;
상기 매거진에 적층 수납된 전지셀들 중에서 타측 단부측에 위치한 전지셀을 가압하여 전지셀들을 배출구 쪽으로 모두 이동시키기 위한 전지셀 가압블록이 형성되어 있는 승강 플랫폼;
상기 승강 플랫폼이 장착되어 있고 배출구 쪽으로 이동하기 위한 레일 홈부가 형성되어 있는 플랫폼 레일대;
상기 플랫폼 레일대를 상면에 장착하고 있고, 상기 매거진 거치대를 지지하기 위한 적어도 둘 이상의 지지봉들을 포함하고 있는 베이스 플레이트; 및
상기 플랫폼 레일대 상에서 승강 플랫폼을 왕복 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모터;
를 포함하여 구성되며,
상기 매거진에는 승강 플랫폼의 전지셀 가압블록이 삽입되어 있고, 상기 전지셀 가압블록을 배출구 쪽으로 이동시키기 위한 삽입 개구가 형성되어 있어,
상기 승강 플랫폼의 전지셀 가압블록은, 상기 삽입 개구를 통해 배출구 쪽으로 일정 간격으로 스텝 이동하여 매거진 내부에 적층 수납된 전지셀들을 배출구 쪽으로 가압 이동시킴으로써, 상기 배출구 쪽에 가장 근접한 전지셀부터 상기 전지셀의 일면에 대응하는 형상을 가지는 배출구를 통해 순차적으로 한 개씩 자동으로 배출되어 컨베이어 장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 매거진의 외측벽들에는 작업자가 매거진을 이동하기 위해 적어도 하나 이상의 손잡이가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 삽입 개구는 매거진의 중심을 기준으로 배출구에 대향하는 방향의 측벽 및 매거진의 하벽에 형성되어 있고, 상기 삽입 개구는 측벽에서부터 하벽으로 연속하여 연장된 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 매거진은, 배출구 쪽으로 전지셀들의 이동을 유도하기 위한 적어도 하나 이상의 전지셀 가이드 바(guide bar), 및 상기 전지셀들의 적층 방향을 기준으로 전지셀의 폭 크기에 따라 전지셀 가이드 바의 위치를 조절할 수 있는 적어도 하나 이상의 볼트용 개구를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 매거진 거치대는 매거진을 고정 장착하기 위한 적어도 하나 이상의 수납 걸이대가 플레이트들 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 플레이트들의 일측 단부들이 서로 연결된 평면상으로 'U'자형인 플레이트인 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 승강 플랫폼의 전지셀 가압블록은 매거진 거치대의 플레이트들의 이격된 공간을 왕복 이동하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 승강 플랫폼은, 승강 플랫폼의 하부에 결합되어 있고 플랫폼 레일대의 레일 홈부에 삽입되어 왕복 이동할 수 있는 이동부재를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 지지봉의 길이만큼 매거진 거치대로부터 이격되어 있고, 상기 베이스 플레이트와 매거진 거치대 사이에는 플랫폼 레일대가 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 모터는 플랫폼 레일대의 일측 단부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 승강 플랫폼은 체인을 통해 구동 모터와 연결되어 있고, 상기 체인은 구동 모터의 구동력을 전달받아 승강 플렛폼을 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 구동 모터는 일정 각도로 스텝 회전하는 스텝 모터인 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 있어서, 상기 매거진으로부터 배출된 전지셀을 받아 미끄러지듯 이동시키는 경사대를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 자동 공급장치.
제 1 항에 따른 전지셀 자동 공급장치와, 상기 장치로부터 공급된 전지셀이 이동하는 컨베이어 벨트를 포함하고 있는 전지셀 제조 장치.