KR102197691B1 - 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치 - Google Patents

플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102197691B1
KR102197691B1 KR1020160128932A KR20160128932A KR102197691B1 KR 102197691 B1 KR102197691 B1 KR 102197691B1 KR 1020160128932 A KR1020160128932 A KR 1020160128932A KR 20160128932 A KR20160128932 A KR 20160128932A KR 102197691 B1 KR102197691 B1 KR 102197691B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
plate
pressing
flexible
plate assembly
Prior art date
Application number
KR1020160128932A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180038181A (ko
Inventor
최진우
안인구
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160128932A priority Critical patent/KR102197691B1/ko
Publication of KR20180038181A publication Critical patent/KR20180038181A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102197691B1 publication Critical patent/KR102197691B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은 전지셀을 가압하는 플레이트 어셈블리로서, 가압에 의한 변형되지 않는 강성 소재로 이루어진 베이스 플레이트; 및 전지셀과 대면하도록 베이스 플레이트의 일면에 결합되어 있으며, 전지셀을 가압할 때 탄성 변형되는 소재로 이루어진 플렉서블 플레이트; 를 포함하고 있으며, 플레이트 어셈블리에 의해 가압되는 상기 전지셀에는 두께 방향으로 n-1개의 단차가 형성되어 있고, 플렉서블 플레이트에 대면하는 부위에 서로 다른 n개의 면들이 형성되어 있으며; 상기 플레이트 어셈블리가 전지셀을 가압할 때, 플렉서블 플레이트는 탄성 변형에 의해 상기 서로 다른 n개의 면들을 함께 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리를 제공한다.

Description

플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치 {Pressing Plate Assembly Employed with Flexible Plate and Pressing Device for Battery Cell Comprising the Same}
본 발명은 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 최근 모바일 기기의 휴대성을 위한 소형화 경향으로 인해, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
또한, 파우치형 전지 케이스에 수납되는 전극조립체는, 젤리-롤형 (권취형), 스택형(적층형), 또는 복합형(스택/폴딩형)의 구조로 이루어져 있을 수 있다.
다만, 상기와 같은 전지셀들은 동일한 크기 또는 용량의 전극조립체를 포함하는 것으로 구성되어 있으므로, 전지셀이 적용되는 디바이스의 디자인을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서는, 전지셀의 용량을 줄이거나 더 큰 크기로 디바이스의 디자인을 변경해야 문제점이 있었다.
이를 위해, 최근에는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀인 요구되고 있으며, 이에 따라, 디바이스의 형상에 부합되도록 단차가 형성되어 있는 계단식 또는 스텝드(Stepped) 전지셀에 대한 필요성이 높은 실정이다.
도 1에는 종래의 스텝드 전지셀을 가압하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 스텝드 전지셀(20)은 가압 지그(13)에 의해 가압 플레이트(15)를 향해 이동됨으로써, 가압되도록 형성되어 있다.
다만, 스텝드 전지셀(20)은, 종래의 전지셀들과는 달리 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 바, 평편한 형상으로 형성되어 있는 가압 플레이트(15)로는 단차가 형성되어 있는 전지셀의 모든 면을 가압할 수 없는 문제가 있다.
또한, 스텝드 전지셀의 두께 방향의 모든 면을 가압하기 위해서는, 스텝드 전지셀의 단차에 대응되는 금형을 제작하여야 되는 바, 제조 비용 및 제조 시간이 크게 상승된다.
이에 더하여, 강성의 재질로 제작된 금형으로 전지셀을 가압하는 과정에서 금형의 형상 및 스텝드 전지셀의 단차와의 불일치, 금형에 의한 찍힘 및 긁힘과 같이, 스텝드 전지셀의 외관이 손상되어 전지셀의 불량으로 이어질 수 있는 치명적인 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 스텝드 전지셀의 모든 면들을 가압할 수 있으며, 가압하는 과정에서 전지셀의 외관에 손상을 주지 않는 기술에 대한 필요성이 높은 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, 가압 플레이트 어셈블리를 특정한 구조로 형성하는 경우, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 전지셀의 모든 면을 가압할 수 있으며, 가압하는 과정에서 전지셀의 외관에 손상을 주지 않음으로써, 전지셀의 불량을 미연에 방지할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명은, 전지셀을 가압하는 플레이트 어셈블리로서, 가압에 의한 변형되지 않는 강성 소재로 이루어진 베이스 플레이트; 및 전지셀과 대면하도록 베이스 플레이트의 일면에 결합되어 있으며, 전지셀을 가압할 때 탄성 변형되는 소재로 이루어진 플렉서블 플레이트; 를 포함하고 있으며, 플레이트 어셈블리에 의해 가압되는 상기 전지셀에는 두께 방향으로 n-1개의 단차가 형성되어 있고, 플렉서블 플레이트에 대면하는 부위에 서로 다른 n개의 면들이 형성되어 있으며; 상기 플레이트 어셈블리가 전지셀을 가압할 때, 플렉서블 플레이트는 탄성 변형에 의해 상기 서로 다른 n개의 면들을 함께 가압하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 플렉서블 플레이트는 전지셀의 단차 형상에 대응하여 탄성 변형에 의해 두께가 가변되도록 형성될 수 있다.
상기 플렉서블 플레이트는 탄성 변형을 위해, 고무 또는 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 이에 따라, 단차가 형성되어 있는 전지셀을 가압할 때, 전지셀의 외관에 손상을 주지 않도록 형성될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 전지셀에는 1개의 단차가 형성되어 있고, 플렉서블 플레이트에 대면하는 방향에서 서로 다른 2개의 면들이 형성되어 있으며; 상기 플렉서블 플레이트는 전지셀의 상기 서로 다른 2개의 면들을 모두 가압하도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 전지셀은 플렉서블 플레이트와 대면하는 방향으로 소정의 단차 높이만큼 돌출되도록 형성될 수 있으며, 단차에 의해 돌출된 면인 제 1 면 및 돌출되지 않은 면인 제 2 면에는 동일한 압력이 인가되도록 형성될 수 있다.
이를 위해, 플렉서블 플레이트의 중심부에는 탄성 강도가 높은 재질로 이루어지며, 중심부에서 멀어질수록 탄성 강도가 낮은 재질로 형성될 수 있고, 제작자의 선택에 따라, 플렉서블 플레이트는 탄성 강도가 상이한 이종 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 플렉서블 플레이트의 두께는 전지셀의 단차의 개수, 단차의 높이 및 형상에 따라, 다르게 형성될 수 있으며, 플렉서블 플레이트의 탄성 정도 역시, 제작자의 선택에 따라 다르게 형성될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 플렉서블 플레이트에는, 전지셀의 단차에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 만입형 단차가 전지셀에 대면하는 방향에 형성될 수 있다.
이와 같이, 플렉서블 플레이트 자체를 전지셀의 단차에 대응되는 형상으로 형성됨에 따라, 전지셀의 서로 다른 n개의 면들에 동일한 압력을 가할 수 있다.
또한, 종래의 강성의 재질로 이루어져 있으며, 전지셀의 단차와 대응되는 형상으로 이루어진 금형과는 달리, 소정의 탄성 변형되는 소재로 이루어져 있으므로, 전지셀을 가압할 때, 위치 내지 방향의 미세한 오차가 발생되더라도, 전지셀의 외관에 손상을 주지 않을 수 있다.
하나의 다른 구체적인 예에서, 상기 플렉서블 플레이트에서 전지셀에 대면하는 부위는, 베이스 플레이트 쪽으로, 완만하게 만입된 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 플렉서블 플레이트가 상기 구조와 같이 형성됨에 따라, 전지셀 중 플렉서블 플레이트를 향해 가장 돌출된 부위가, 플렉서블 플레이트 중 가장 만입된 부위와 대면되도록 형성될 수 있으며, 이에 따라, 전지셀의 서로 다른 n개의 면들에 동일한 압력을 가할 수 있다.
이 때, 설계자는 베이스 플레이트 쪽으로 완만하게 만입되는 곡률을 적절하게 변경하여 설계 가능하며, 상기 곡률은 전지셀의 단차의 형상 또는 전지셀의 두께 방향으로 플렉서블 플레이트를 향해 돌출된 형상에 적합하게 형성될 수 있다.
또한, 플렉서블 플레이트의 만입 형상은 전지셀의 형상에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 예를 들어, 만입된 부위가 복수 개로 형성될 수도 있으며, 전술한 형상들에 제한되지 않는다.
또 하나의 다른 구체적인 예에서, 상기 베이스 플레이트에는, 전지셀에 대면하는 방향에서, 플렉서블 플레이트의 테두리 부위를 고정하도록 형성되어 있는 지지 프레임이 추가로 결합되어 있으며; 상기 플렉서블 플레이트는 베이스 플레이트와 지지 프레임에 의해 설정된 공간에 수용되고, 상기 지지 프레임은 전지셀에 대면하는 방향인 제 1 방향 및 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있으며; 상기 지지 프레임이 제 1 방향으로 이동할 때, 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간이 증가하고, 제 2 방향으로 이동할 때, 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간이 감소하도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 지지 프레임 중 전지셀에 대면하는 부위는, 액자 형상으로 형성되어 있으며, 이에 따라, 플렉서블 플레이트의 테두리 부위만을 고정시키며, 상기 테두리 이외의 부위는 전지셀에 대면하는 방향으로 노출 형성될 수 있다.
상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간은 플렉서블 플레이트가 수용될 수 있는 공간을 제공할 수 있으며, 플렉서블 플레이트는 지면에 수직 방향으로 세워진 상태로 상기 이격 공간에 고정됨으로써, 플렉서블의 두께 방향을 전지셀의 두께 방향인 제 1 방향과 일치시킬 수 있다.
한편, 상기 이격 공간에 플렉서블 플레이트를 장착시키는 것과 관련하여, 플렉서블 플레이트를 장착하기 위한 충분한 공간을 확보하도록, 지지 프레임을 제 1 방향으로 충분히 이동시킨 후, 플렉서블 플레이트를 장착시킬 수 있다.
또한, 플렉서블 플레이트를 장착한 후에는, 다시 지지 프레임을 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 이동시킴으로써, 플렉서블 플레이트가 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이에 밀착하여 고정될 수 있다.
이 때, 상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트는 제 1 방향으로 연장되어 있는 거리 조절 부재에 의해 결합되어 있으며, 상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 거리는 거리 조절 부재에 의해 조절될 수 있으며, 바람직하게는, 거리 조절 부재에 의해 지지 프레임이 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 이동할 수 있다.
이와 같이, 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간의 크기가 거리 조절 부재에 의해 조절 가능하도록 형성됨에 따라, 다양하게 단차가 형성되어 있는 전지셀들을 모두 가압할 수 있는 호환성이 있다.
이에 따라, 전지셀의 단차에 적합한 플렉서블 플레이트를 선택함으로써, 각각의 전지셀 단차의 형상에 최적의 두께를 갖는 플렉서블 플레이트를 장착하여 사용할 수 있다.
한편, 플렉서블 플레이트는 전지셀의 단차의 형상에 적합한 두께로 형성하기 위해, 단일 부재가 아닌, 복수 개의 단위 플렉서블 층들로 이루어질 수도 있다.
이 때, 플렉서블 플레이트는 복수 개의 단위 플렉서블 층들을 상기 제 1 방향으로 적층함으로써, 플렉서블 플레이트의 두께를 두껍게 형성할 수 있다.
또한, 액자 형상으로 형성되어 있는 단위 플렉서블 층을 제 1 방향으로 적층되어 있는 복수 개의 단위 플렉서블 층들 사이에 삽입할 수 있으며, 이에 따라, 단차가 형성되어 있는 전지셀의 모든 면에 동일한 압력이 가해질 수 있다.
한편, 상기 베이스 플레이트는 금속 소재로 이루어져 있으며, 열 전달 부재가 내장될 수 있으며, 상기 열 전달 부재는 코일 형태로 베이스 플레이트에 내장될 수 있으며, 제어 장치에 의해 온도 조절이 가능하도록 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 전지셀을 가압하는 전지셀 가압 장치로서, 상기 전지셀의 두께 방향으로 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들; 및 상기 가압 플레이트 어셈블리와 각각 결합되어 있는 가압 지그; 를 포함하고 있으며, 상기 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들 중에서 이웃하는 가압 플레이트 어셈블리들 사이에, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 전지셀을 위치시킨 상태에서, 상기 가압 지그를 제 1 방향으로 이동시켜 전지셀을 가압하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들은 서로 이웃하는 제 1 가압 플레이트 어셈블리 및 제 2 가압 플레이트 어셈블리를 포함하고 있고; 상기 전지셀의 단차가 형성되어 있는 면은, 상기 제 1 가압 플레이트 어셈블리의 플렉서블 플레이트와 대면되도록 위치하며; 상기 전지셀의 단차가 형성되어 있는 면의 반대면은, 상기 제 2 가압 플레이트 어셈블리의 베이스 플레이트와 대면되는 가압 지그에 대면되도록 위치될 수 있다.
종래에는 이와는 달리, 전지셀들이 두께 방향으로 적층된 상태에서 가압을 하였으며, 이에 따라, 각각의 전지셀들에 전달되는 압력이 상이하였으나, 이와 같이, 이웃하는 가압 플레이트 어셈블리들 사이에 전지셀을 각각 배치시켜, 각각의 전지셀을 가압함에 따라, 각각의 전지셀들에 인가되는 압력을 동일하게 형성할 수 있다.
또한, 각각의 베이스 플레이트마다 열 전달 부재가 내장되어 있는 바, 각각의 전지셀에 동일한 크기의 열을 전달할 수 있으므로, 전지셀 완성품들 간의 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 전지셀 가압 장치를 이용하여 가압되는 것을 특징으로 하는 전지셀 및 상기 전지셀을 포함하는 전지팩을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가압 플레이트 어셈블리는, 플렉서블 플레이트를 구비함에 따라, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 전지셀의 서로 다른 n개의 면들에 동일한 크기의 압력을 인가할 수 있는 효과를 발휘한다.
또한, 플렉서블 플레이트가 장착되는 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간의 크기를 조절 가능하도록 형성됨에 따라, 상이한 두께를 갖는 플렉서블 플레이트를 장착할 수 있으며, 다양하게 단차가 형성되어 있는 상이한 전지셀들에 호환 가능한 효과를 발휘한다.
도 1은 종래의 단차가 형성되어 있는 전지셀을 가압하는 과정을 나타내는 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 단차가 형성되어 있는 전지셀을 가압하기 전의 상태를 나타내는 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 단차가 형성되어 있는 전지셀이 가압된 상태를 나타내는 모식도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 단차에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 플렉서블 플레이트를 나타낸 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀에 대면하는 부위가 베이스 플레이트 쪽으로 완만하게 만입된 형상으로 형성되어 있는 플렉서블 플레이트를 나타낸 모식도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리 및 복수 개의 단위 플렉서블 층들로 이루어진 플렉서블 플레이트를 나타낸 사시도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리의 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이에 플렉서블 플레이트가 밀착되어 고정된 상태를 나타낸 사시도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 가압 장치가 단차가 형성되어 있는 전지셀들을 가압하기 전의 상태를 나타낸 모식도이다;
도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 가압 장치에 의해 단차가 형성되어 있는 전지셀들이 가압된 상태를 나타낸 모식도이다;
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 단차가 형성되어 있는 전지셀을 가압하기 전의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 2를 참고하면, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 전지셀(150)을 가압하기 위해, 전지셀(150)을 가압 지그(120) 및 가압 플레이트 어셈블리(100) 사이에 위치시키며, 전지셀(150)의 면 중 단차가 형성되어 있는 면이 가압 플레이트 어셈블리(100)의 플렉서블 플레이트(104)와 대면되도록 배치시킨다.
이 때, 가압 플레이트 어셈블리(100)를 기준으로 전지셀(150)에 대면하는 방향을 제 1 방향이라 하고, 상기 제 1 방향의 반대 방향을 제 2 방향이라 할 때, 전지셀(150)의 일면을 지지하는 가압 지그(120)는 제 2 방향으로 이동하도록 형성되어 있다.
이를 위해, 가압 지그(120)는 동력 수단(미도시)과 연결되어 있으며, 제 2 방향으로 연장되어 있는 지그 가이드 레일(110)에 결합되어 지그 가이드 레일(110)을 따라 이동 가능하도록 형성되어 있다.
이 때, 가압 플레이트 어셈블리(100)는 지면에 고정된 상태로 지면에 수직한 방향으로 형성되어 있다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 단차가 형성되어 있는 전지셀이 가압된 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3을 참고하면, 전지셀(150)의 단차가 형성되어 있는 면의 반대 면을 지지하고 있는 가압 지그(120)가, 가압 플레이트 어셈블리(100)가 위치되어 있는 제 2 방향으로 소정의 거리만큼 이동됨에 따라, 단차가 형성되어 있는 전지셀의 모든 면들(152,154)을 가압한다.
이 때, 전지셀은 1개의 단차에 의해 전지셀(150)의 두께 방향으로 서로 다른 높이를 갖는 2개의 면(152,154)이 형성되어 있으며, 구체적으로, 돌출되어 있는 면인 제 1 면(154) 및 돌출되지 않은 면인 제 2 면(152)이 형성되어 있다.
이와 같이, 두께 방향으로 상이한 높이를 갖는 제 1 면(154) 및 제 2 면(152)을, 탄성 변형되는 소재로 이루어진 플렉서블 플레이트(104)로 가압함으로써, 플렉서블 플레이트(104)는 제 1 면(154) 및 제 2 면(152)과 모두 밀착되도록 형성되어 있으며, 더 나아가, 제 1 면(154) 및 제 2 면(152)을 모두 가압할 수 있다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 단차에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 플렉서블 플레이트를 나타낸 모식도이다.
도 4를 참고하면, 플렉서블 플레이트(200)는 전지셀(150)의 제 1 면(154) 및 제 2 면(152)에 대응되는 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로, 플렉서블 플레이트(150) 중 상대적으로 돌출되어 있는 제 1 면(154)과 대면하는 부위는 상대적으로 만입되도록 형성되어 있다.
이 때, 플렉서블 플레이트(200)에 형성되어 있는 단차는 전지셀(150)에 형성되어 있는 단차의 높이와 동일하게 형성됨으로써, 플렉서블 플레이트(200) 중 전지셀(150)의 대면하는 방향으로 돌출된 부위(204a)가 탄성 변형되지 않더라도, 전지셀의 제 1 면(154)이 플렉서블 플레이트(200)와 밀착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀에 대면하는 부위가 베이스 플레이트 쪽으로 완만하게 만입된 형상으로 형성되어 있는 플렉서블 플레이트를 나타낸 모식도이다.
도 5를 참고하면, 도 2 및 4에 도시되어 있는 플렉서블 플레이트와는 달리, 플렉서블 플레이트(300)에 단차가 형성되어 있는 구조가 아니라, 베이스 플레이트(302)가 형성되어 있는 제 2 방향으로 소정의 곡률을 가지면서 완만하게 만입된 형상으로 형성되어 있다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리 및 복수 개의 단위 플렉서블 층들로 이루어진 플렉서블 플레이트를 나타낸 사시도이며, 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압 플레이트 어셈블리의 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이에 플렉서블 플레이트가 밀착되어 고정된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 6 및 7을 참고하면, 가압 플레이트 어셈블리(400)는 지지 프레임(460), 베이스 프레임(462), 거리 조절 부재(464), 베이스 플레이트(440) 및 플렉서블 플레이트(450)로 이루어져 있다.
이 때, 지지 프레임(460)은 액자 형상으로 형성되어 있으며, 이에 따라, 플렉서블 플레이트(450)의 테두리 부위를 고정하도록 형성되어 있다.
또한, 베이스 프레임(462)은 플렉서블 플레이트(450)의 하부를 지지하며, 판 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로, 베이스 프레임(462) 제 1 방향 단부 측은 지지 프레임(460)의 하부와 수직한 방향으로 결합되어 있고, 베이스 프레임(462)의 제 2 방향 단부 측은 베이스 플레이트(440)의 하부와 연결되어 있다.
이 때, 베이스 프레임(462)은 베이스 플레이트(440)에서 제 1 및 2 방향으로 인출 및 삽입이 가능하도록 형성되어 있으며, 이를 위해, 베이스 플레이트(440)의 하부에는 베이스 프레임(462)의 일부를 수용할 수 있는 공간을 구비하고 있으며, 이에 따라, 베이스 프레임(462)은 제 1 및 2 방향으로 슬라이딩 가능하다.
한편, 지지 프레임(460)의 상부는 거리 조절 부재(464)와 결합되어 있으며, 거리 조절 부재(464)는 단면이 사각인 봉 형상으로 형성되어 있고, 동력 수단(미도시) 및 제어 수단(미도시)과 연결되어 있으며, 제 1 방향과 나란한 방향으로 한 쌍으로 형성되어 있다.
또한, 베이스 프레임(462)과 마찬가지로, 베이스 플레이트(440) 상부에는 한 쌍의 거리 조절 부재(464)의 일부를 수용할 수 있는 공간이 구비되어 있으며, 이에 따라, 거리 조절 부재(464)는 제 1 및 2 방향으로 슬라이딩 가능하다.
이와 같이, 거리 조절 부재(464) 및 베이스 프레임(462)이 제 1 및 2 방향으로 이동함에 따라, 이들과 연결되어 있는 지지 프레임(460)이 이동되며, 플렉서블 플레이트(450)가 수용되는 지지 프레임(460) 및 베이스 플레이트(440) 사이의 이격 공간이 변화된다.
구체적으로, 지지 프레임(460)이 제 1 방향으로 이동하면, 이격 공간이 증가하여, 상대적으로 두꺼운 두께의 플렉서블 플레이트를 장착 가능하며, 이와는 반대로, 지지 프레임(460)이 제 2 방향으로 이동하면, 이격 공간이 감소하여, 상대적으로 얇은 두께의 플렉서블 플레이트를 장착할 수 있다.
이에 따라, 두께가 상이한 플렉서블 플레이트를 교환하여 장착함으로써, 단차의 형상이 상이하며, 다양한 전지셀들을 가압할 수 있는 효과를 발휘한다.
한편, 플렉서블 플레이트(450)를 장착하기 위한 공간을 충분하게 확보하기 위해, 지지 프레임(460)을 제 1 방향으로 충분히 이동시킨 후, 플렉서블 플레이트(450)를 장착시킨다.
이와 같이, 플렉서블 플레이트(450)를 장착한 후, 다시 지지 프레임(460)을 제 2 방향으로 이동시킴으로써, 플렉서블 플레이트(450)를 지지 프레임(460) 및 베이스 플레이트(440) 사이에 밀착하여 고정시킨다.
한편, 플렉서블 플레이트(450)는 단일의 부재로 이루어지지 않고, 복수 개의 단위 플렉서블 층들(452,454,456)로 이루어질 수 있으며, 소정의 두께를 갖는 단위 플렉서블 층들(452,454,456)이 제 1 방향으로 적층 배열됨으로써, 플렉서블 플레이트(450)의 두께가 두껍게 형성될 수 있다.
도 6 및 7에서는 단위 플렉서블 층들(452,454,456) 각각의 두께가 동일하게 형성되어 있는 상태가 도시되어 있으나, 플렉서블 플레이트(450)의 두께를 조절하기 위해, 작업자의 선택에 따라 상이한 두께를 갖는 단위 플렉서블 층들을 적층 배열할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 가압 장치가 단차가 형성되어 있는 전지셀들을 가압하기 전의 상태를 나타낸 모식도이며, 도 9는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 가압 장치에 의해 단차가 형성되어 있는 전지셀들이 가압된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 8 및 9를 참조하면, 전지셀 가압 장치(500)는, 복수 개의 가압 지그들(520,522,524), 지그 가이드 레일(510), 동력 수단(미도시) 및 복수 개의 가압 플렉이트 어셈블리들(502,504,506)로 이루어져 있다.
이 때, 각각의 가압 지그 및 가압 플레이트 어셈블리 사이에는 단차가 형성되어 있는 전지셀들이 위치되며, 전지셀의 단차가 형성되어 있는 면은 가압 플레이트 어셈블리와 대면되고, 그 반대면은 가압 지그와 대면되도록 배치되어 있다.
구체적으로, 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들은, 일렬로 배열되어 있는 제 1 내지 제 3 가압 플레이트 어셈블리(502,504,506)로 이루어져 있으며, 이웃하는 가압 플레이트 어셈블리 사이에는 각각 제 1 내지 제 3 전지셀들(550,552,554)이 위치되어 있고, 제 1 내지 제 3 전지셀들(550,552,554)은 각각 제 1 내지 제 3 가압 지그들(520,522,524)에 고정되어 있다.
또한, 각각의 전지셀들(550,552,554)의 단차가 형성되어 있는 면들은, 가압 플레이트 어셈블리(502,504,506)와 대면되도록 위치되어 있으며, 각각의 전지셀들(550,552,554)의 단차가 형성되어 있는 면들의 반대면들은, 가압 지그(520,522,524)와 대면되도록 위치되어 있다.
구체적으로, 제 2 가압 지그(522)는 제 1 가압 플레이트(502)의 베이스 플레이트와 대면되도록 위치되어 있으며, 제 3 가압 지그(524)는 제 2 가압 플레이트(504)의 베이스 플레이트와 대면되도록 위치되어 있다.
이와 같이, 전지셀 가압 장치(500)는 일렬로 배치되어 있는 전지셀들(550,552,554)을 개별적으로 가압하도록 형성됨에 따라, 복수 개의 전지셀들(550,552,554)을 일괄적으로 가압할 수 있으며, 각각의 전지셀들(550,552,554)에 동일한 크기의 압력을 인가할 수 있다.
또한, 각각의 가압 플레이트 어셈블리(502,504,506)에는 열전달 부재(미도시)가 내장되어 있는 바, 가압 지그(520,522,524)로 전지셀들(550,552,554)을 가압함과 동시에, 각각의 전지셀들(550,552,554)에 개별적으로 열을 인가함으로써, 단차가 형성되어 있는 전지셀의 가압 효율을 증대시킬 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (13)

  1. 전지셀을 가압하는 플레이트 어셈블리로서,
    금속 소재로 이루어진 베이스 플레이트; 및
    전지셀과 대면하도록 베이스 플레이트의 일면에 결합되어 있으며, 전지셀을 가압할 때 탄성 변형되는 소재로 이루어진 플렉서블 플레이트를 포함하고 있고,
    상기 베이스 플레이트에는, 전지셀에 대면하는 방향에서, 플렉서블 플레이트의 테두리 부위를 고정하도록 형성되어 있는 지지 프레임이 추가로 결합되어 있으며;
    상기 플렉서블 플레이트는 베이스 플레이트와 지지 프레임에 의해 설정된 공간에 수용되고, 상기 지지 프레임은 전지셀에 대면하는 방향인 제 1 방향 및 상기 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 이동 가능하도록 형성되어 있으며;
    상기 지지 프레임이 제 1 방향으로 이동할 때, 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간이 증가하고, 제 2 방향으로 이동할 때, 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 이격 공간이 감소하고,
    상기 플렉서블 플레이트는 전지셀의 단차 형상에 대응하여 탄성 변형에 의해 두께가 가변되도록 형성되어 있으며,
    플레이트 어셈블리에 의해 가압되는 상기 전지셀에는 두께 방향으로 n-1개의 단차가 형성되어 있고, 플렉서블 플레이트에 대면하는 부위에 서로 다른 n개의 면들이 형성되어 있으며;
    상기 플레이트 어셈블리가 전지셀을 가압할 때, 플렉서블 플레이트는 탄성 변형에 의해 상기 서로 다른 n개의 면들을 함께 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 플레이트는 복수 개의 단위 플렉서블 층들로 이루어져 있으며, 상기 단위 플렉서블 층들을 제 1 방향으로 적층하여 플렉서블 플레이트의 두께를 두껍게 하는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이에 플렉서블 플레이트를 위치시킨 뒤, 상기 지지 프레임을 제 2 방향으로 이동시킴으로써 플렉서블 플레이트를 고정시키는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트는 제 1 방향으로 연장되어 있는 거리 조절 부재에 의해 결합되어 있으며, 상기 지지 프레임 및 베이스 플레이트 사이의 거리는 거리 조절 부재에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 플레이트에는, 전지셀의 단차에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 만입형 단차가 전지셀에 대면하는 방향에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 플레이트에서 전지셀에 대면하는 부위는, 베이스 플레이트 쪽으로, 완만하게 만입된 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 플렉서블 플레이트는 고무 또는 실리콘으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지셀에는 1개의 단차가 형성되어 있고, 플렉서블 플레이트에 대면하는 방향에서 서로 다른 2개의 면들이 형성되어 있으며;
    상기 플렉서블 플레이트는 전지셀의 상기 서로 다른 2개의 면들을 모두 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트는 열 전달 부재가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 플레이트 어셈블리.
  12. 제 1 항에 따른 가압 플레이트 어셈블리를 이용하여 전지셀을 가압하는 전지셀 가압 장치로서,
    상기 전지셀의 두께 방향으로 일렬로 배치되어 있는 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들; 및
    상기 가압 플레이트 어셈블리와 각각 결합되어 있는 가압 지그;
    를 포함하고 있으며,
    상기 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들 중에서 이웃하는 가압 플레이트 어셈블리들 사이에, 두께 방향으로 단차가 형성되어 있는 전지셀을 위치시킨 상태에서, 상기 가압 지그를 제 1 방향으로 이동시켜 전지셀을 가압하는 것을 특징으로 하는 전지셀 가압 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수 개의 가압 플레이트 어셈블리들은 서로 이웃하는 제 1 가압 플레이트 어셈블리 및 제 2 가압 플레이트 어셈블리를 포함하고 있고;
    상기 전지셀의 단차가 형성되어 있는 면은, 상기 제 1 가압 플레이트 어셈블리의 플렉서블 플레이트와 대면되도록 위치하며;
    상기 전지셀의 단차가 형성되어 있는 면의 반대면은, 상기 제 2 가압 플레이트 어셈블리의 베이스 플레이트와 대면되는 가압 지그에 대면되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 가압 장치.
KR1020160128932A 2016-10-06 2016-10-06 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치 KR102197691B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160128932A KR102197691B1 (ko) 2016-10-06 2016-10-06 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160128932A KR102197691B1 (ko) 2016-10-06 2016-10-06 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180038181A KR20180038181A (ko) 2018-04-16
KR102197691B1 true KR102197691B1 (ko) 2020-12-31

Family

ID=62082227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160128932A KR102197691B1 (ko) 2016-10-06 2016-10-06 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102197691B1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102394740B1 (ko) 2018-08-09 2022-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 충방전 장치
KR20200128823A (ko) 2019-05-07 2020-11-17 주식회사 엘지화학 전지셀 활성화 트레이 및 이의 제조방법
KR20210008625A (ko) 2019-07-15 2021-01-25 주식회사 엘지화학 완충 부재를 포함하는 셀 지그 및 이를 이용한 전지셀 활성화 방법
KR20210026486A (ko) * 2019-08-30 2021-03-10 주식회사 엘지화학 이차전지 충방전 장치
KR20210103282A (ko) 2020-02-13 2021-08-23 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 가압장치 및 가압방법
WO2022025576A1 (ko) 2020-07-27 2022-02-03 주식회사 엘지에너지솔루션 가압장치, 배터리 모듈 제조장치, 및 제조방법
JP2024515131A (ja) * 2021-10-20 2024-04-04 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 二次電池充放電用ジグ装置
KR102706171B1 (ko) * 2021-12-23 2024-09-12 비나텍주식회사 전기 에너지 저장셀간의 유격 발생을 방지하는 전기 에너지 저장셀 모듈 어셈블리

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109583A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Mitsubishi Materials Corp ポリマー二次電池用接合体の製造方法及びその製造装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101160953B1 (ko) * 2010-06-22 2012-07-02 이희재 열접착 프레스
KR101704760B1 (ko) * 2014-01-08 2017-02-08 주식회사 엘지화학 가압 트레이

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109583A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Mitsubishi Materials Corp ポリマー二次電池用接合体の製造方法及びその製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180038181A (ko) 2018-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102197691B1 (ko) 플렉서블 플레이트가 형성되어 있는 가압 플레이트 어셈블리 및 이를 구비한 전지셀 가압 장치
EP3121868B1 (en) Pressurization device for battery cells
EP2802023B1 (en) Battery case for secondary battery
KR102015898B1 (ko) 2차전지셀 리드탭 절곡 장치
KR102088272B1 (ko) 전지셀 가압 장치, 이를 이용한 전지셀 충방전 가압 시스템, 및 전지셀 초기 충방전 방법
KR102476002B1 (ko) 배터리 셀 두께 측정 장치
KR102029718B1 (ko) 전지케이스의 수납부 크기에 따라 변형되는 구조의 지그
JP2020119823A (ja) 充放電試験機
US9716253B2 (en) Battery case for secondary battery
KR102116384B1 (ko) 탄성 부재를 포함하는 전지셀 활성화 트레이
JP6490287B1 (ja) 充放電試験装置
US11367919B2 (en) Battery pack
US20130252081A1 (en) Battery case for secondary battery
KR20180092406A (ko) 면압이 적용된 배터리 모듈 및 이를 갖는 배터리 팩
KR101675960B1 (ko) 경화성 물질 부가 수단을 구비한 전지셀 제조장치
US10559844B2 (en) Clamping apparatus of battery cell comprising fixing jig employed with guide block for alignment of battery cell
KR102187172B1 (ko) 커브드 케이스용 금형장치 및 그를 이용한 커브드 이차전지 제조방법
KR102077273B1 (ko) 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치
KR101957395B1 (ko) 해수전지 셀 제작용 세라믹-라미네이트 융착장치
KR20230102737A (ko) 이차 전지 모듈
KR102268401B1 (ko) 전지 셀 고정 장치
KR20220083025A (ko) 전지 셀의 충방전 장치 및 이를 이용한 전지 셀의 충방전 방법
KR20220076635A (ko) 전지 셀의 충방전 장치 및 이를 이용한 전지 셀의 충방전 방법
KR101957425B1 (ko) 반구형 연결브라켓을 포함하는 세라믹-라미네이트 융착기
JP2020140855A (ja) 電池スタックの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right