KR102314575B1 - 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치 - Google Patents

이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102314575B1
KR102314575B1 KR1020180004627A KR20180004627A KR102314575B1 KR 102314575 B1 KR102314575 B1 KR 102314575B1 KR 1020180004627 A KR1020180004627 A KR 1020180004627A KR 20180004627 A KR20180004627 A KR 20180004627A KR 102314575 B1 KR102314575 B1 KR 102314575B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharger
charger
secondary battery
air conditioning
fire
Prior art date
Application number
KR1020180004627A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190086287A (ko
Inventor
박효진
배준성
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020180004627A priority Critical patent/KR102314575B1/ko
Priority to EP18899849.6A priority patent/EP3618149B1/en
Priority to CN201880037747.0A priority patent/CN110720151B/zh
Priority to US16/618,972 priority patent/US11471715B2/en
Priority to PCT/KR2018/016904 priority patent/WO2019139293A1/ko
Publication of KR20190086287A publication Critical patent/KR20190086287A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102314575B1 publication Critical patent/KR102314575B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/10—Fire-proof curtains
    • 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
    • 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
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/446—Initial charging measures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
    • H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
    • H01M4/0447—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling of complete cells or cells stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • 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)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 충방전기는, 측면부에 2개의 개방부가 형성되어 있는 박스형 본체, 및 상기 본체의 측면부에 구비된 충방전 단자를 포함하며, 상기 측면부의 개방부를 개폐할 수 있는 불연성 차단 수단; 상기 본체의 내부로 연결되어 충방전기마다 개별적으로 온도 조절을 해 주기 위한 공조 라인; 및/또는 화재의 발생시 상기 본체 내부로 이산화탄소를 분사해 주기 위한 CO2 공급 라인이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해, 이차전지의 활성화 공정을 실시하는 충방전기의 내부 온도를 균일하게 조절 관리할 수 있고, 또한 화재의 발생시 즉시에 효율적으로 진화하고 외부로의 확산도 방지해 줄 수 있다.

Description

이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치{Charging-Recharging Device for Rechargeable Battery and Equipment for Activation Process of Rechargeable Battery Comprising the Same}
본 발명은 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지의 활성화 공정을 실시하는 충방전기의 내부 온도를 균일하게 조절 관리하여 온도 편차로 인한 공정의 측정 편차를 줄일 수 있고, 또한 화재의 발생시 즉시에 효율적으로 진화하고 외부로의 확산도 방지해 줄 수 있는 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고 전기 자동차 등의 보급이 확대됨에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대해 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 높은 용량과 에너지 밀도를 갖는 리튬 이차전지에 대한 수요가 특히 높다.
일반적으로 리튬 이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장하고, 상기 전극 조립체에 전해액을 주입하여 제조한다. 이와 같이 제조된 리튬 이차전지는 소정의 충방전을 실시하여 전지를 활성화시켜 주어야 전지로서 기능을 할 수 있게 되는데, 이러한 공정을 포메이션(formation) 공정 또는 활성화 공정이라고 한다. 이러한 활성화 공정에 충방전기가 사용되는데, 이차전지의 대량 생산 공정에서 충방전기는 생산성을 높이기 위해 다수의 셀을 동시에 충방전할 수 있도록 되어 있다.
도 1a는 종래에 이차전지의 활성화 공정을 대량으로 실시하기 위한 장치 구성의 일예를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 1b는 그의 측면도인 바, 활성화 공정실(100)에는 다수의 충방전기(110)가 배치되어 있고, 공정실(100)의 천정에는 실내 온도를 조절하기 위해 공조덕트(120)가 설치되어 있으며, 다수의 충방전기(110)가 층층이 배열되어 있는 전방부와 후방부에는 각각 작업자의 유지보수 통로 및 스태커 크레인(stacker crane, 130)의 이동 통로를 위해 일정한 공간이 마련되어 있다.
도 2는 도 1에 도시된 장치에서 사용되는 충방전기(110)의 일예를 확대하여 개략적으로 도시한 사시도인 바, 도시된 종래의 충방전기는, 박스형 본체(111)의 좌우 측벽에 충방전 단자(112)가 구비되어 트레이(미도시)에 적재된 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가할 수 있도록 되고, 본체의 천정부에는 팬(fan, 113)이 설치되어 활성화 공정시 발생하는 열을 냉각시켜 줄 수 있도록 되어 있으며, 상기 박스형 본체는 4개의 측면 중 전후 2개의 측면이 개방된 구조로 되어 있다. 이 중 후방 개방부는 스태커 크레인에 의해 트레이를 내부로 투입하거나 배출하는 통로가 되고, 전방 개방부는 필요시 작업자의 작업 통로가 된다. 한편, 본체의 바닥부는 개방형으로 되어 있지만, 트레이가 투입되면 이 개방부를 폐쇄하면서 여기에 안착, 고정되게 된다.
그런데, 리튬 이차전지의 활성화 공정 중에는 전지의 특성상 발화나 폭발이 발생할 가능성이 있으며, 전지의 용량 및 에너지 밀도가 점점 더 높아지는 추세에 따라 그 가능성과 위험성이 더욱 커지고 있는 실정이지만, 종래에는, 활성화 공정실이나 활성화 공정 장치에 소화 설비가 제대로 구비되지 않아 화재의 발생시 사람이 직접 비치된 소화기를 들고 가서 진화 작업을 해야 하고, 이 경우 전지의 폭발 등에 의해 인명 사고가 발생할 위험성이 있는 실정이다. 또한, 종래의 충방전기는 내외부가 개방되어 있어 활성화 공정시 내부의 전지에서 발화가 되면 화재가 외부로 쉽게 확산될 수 있다.
한편, 리튬 이차전지는 온도에 따라 그 성능이 크게 변할 수 있으므로 온도 분포를 균일하게 관리해 주는 것이 중요한 바, 활성화 공정은 공정실 내에 다수의 트레이를 배치하고 또 하나의 트레이에도 다수의 전지셀을 적재하여 동시에 실시하기 때문에, 활성화 공정실 내에 또는 여러 충방전기 간에는 온도 편차가 존재하게 된다. 특히, 종래의 활성화 공정실에서는 그의 천정부에 공조 덕트가 설치되어 있어 공조 덕트와의 거리에 따라 실내에 온도 편차가 발생할 수밖에 없으며, 또한 충방전기의 내부 공간이 개방형으로 되어 있어 외부의 온도 편차가 그대로 내부에 영향을 미치게 된다. 이러한 온도 편차에 의해, 전지 용량 등이 잘못 측정되거나 측정 편차가 발생하여 측정 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다. 온도 편차를 방지하기 위해서는 챔버(chamber) 타입의 충방전기가 바람직하지만, 이는 생산 단가가 높기 때문에 그 적용이 힘든 실정이다.
상기한 바와 같이, 종래의 활성화 공정 장치 및 충방전기에서는 화재가 발생했을 경우 진화를 제대로 할 수 없고, 또 그 화재가 외부로 확산될 위험성이 있었으며, 또한 공정실내에 또는 충방전기 간에 온도 편차가 발생하여 전지 용량 등의 측정 편차가 빈발하는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 활성화 공정 장치나 충방전기에서 화재가 발생했을 경우 진화를 제대로 할 수 있고, 또한 그 화재가 외부로 확산되는 것을 방지해 줄 수 있는 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 활성화 공정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 또한 활성화 공정을 실시하는 다수의 전지셀 간에 온도 편차를 감소시켜 전지 용량 등의 측정 신뢰성을 높여 줄 수 있는 충방전기 및 이를 포함하는 활성화 공정 장치를 제공하는 것을 추가의 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따른 이차전지의 충방전기는,
천정부, 바닥부 및 측면부를 구비하고 상기 측면부에 2개의 개방부가 형성되어 있는 박스형 본체, 및
상기 본체의 측면부에 구비되어 다수의 전지셀이 적재된 트레이가 투입된 경우 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가하는 충방전 단자
를 포함하여 이루어지는 이차전지의 충방전기로서,
상기 측면부의 개방부를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 불연성 차단 수단이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 불연성 차단 수단은 충방전기 내부에 트레이를 투입하거나 배출할 때는 개방할 수 있고, 트레이를 투입하여 충방전을 실시할 때는 차단할 수 있으며, 화재 발생시 불에 잘 타지 않는 소재로 되어 있으면, 특별히 제한 없이 공지된 것들 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있지만, 바람직하게는 도어(door) 형태이거나 커튼 형태일 수 있으며, 보다 바람직하게는 불연포 커튼일수 있다.
또한, 상기 차단 수단은 충방전을 위해 트레이가 투입되면 자동으로 폐쇄되고 충방전이 완료되면 자동으로 개방되는 자동 개폐식인 것이 바람직하며, 상기 불연포 커튼은 상하로 또는 좌우로 개폐되도록 설계할 수 있으나, 상하 개폐식이 보다 바람직하며, 이 경우 커튼의 하단부에 자석이 구비되어 있으면, 안정된 밀폐 상태를 형성할 수 있어 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따른 이차전지의 충방전기는,
천정부, 바닥부 및 측면부를 구비하고 상기 측면부에 2개의 개방부가 형성되어 있는 박스형 본체, 및
상기 본체의 측면부에 구비되어 다수의 전지셀이 적재된 트레이가 투입된 경우 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가하는 충방전 단자
를 포함하여 이루어지는 이차전지의 충방전기로서,
상기 본체의 내부로 연결되어 충방전기마다 개별적으로 온도 조절을 해 주기 위한 공조 라인, 및
화재의 발생시 상기 본체 내부로 이산화탄소를 분사해 주기 위한 CO2 공급 라인이 추가로 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 공조 라인 및 CO2 공급 라인은 본체의 내부로 도입되기 전에 개폐밸브, 바람직하게는 자동 개폐밸브를 통해 하나의 라인으로 합류되도록 구성되며, 화재의 발생시 이를 감지하여 자동 개폐 밸브에 의해 공조 라인이 폐쇄되고 CO2 공급 라인이 개방되도록 구성하면, 화재의 발생시 초기에 자동으로 진화할 수 있게 되어 바람직하다.
상기 공조 라인을 통해 공급되는 공기는 충방전 장치의 내부로 원활하게 공급되도록 상기 본체의 천정부에는 팬(fan)을 설치하면 바람직한데, 이러한 팬으로는 일반적인 평면형 팬을 사용할 수도 있지만, 블로우(blower) 방식의 팬을 사용할 수도 있다.
블로우 방식의 팬을 사용하는 경우, 블로우 팬의 흡기구에 공조 라인과 CO2 공급 라인을 연결시켜 주면 내부의 온도 조절과 화재 발생시 소화를 더욱 원활하게 수행할 수 있어 바람직하다, 상기 블로우 팬은 장치의 규모에 따라 그 설치 개수를 다양하게 할 수 있지만, 통상적으로 2 ~ 4개 정도 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 본 발명의 충방전기를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치가 제공되는데, 본 발명의 활성화 공정 장치는,
상기한 본 발명의 충방전기 2개 이상 배치되어 있는 충방전기 세트,
상기 충방전기마다 그의 공조 라인에 연결되어 온도를 조절해 주는 공조 장치,
상기 충방전기마다 그의 CO2 공급 라인에 연결되어 화재 발생시 이산화탄소를 분사해 주는 CO2 공급원을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 충방전기의 내부를 외부와 차단할 수 있는 불연성 차단 수단이 구비되어 있어, 활성화 공정시 외부의 온도 편차 영향을 받지 않게 되어 균일한 온도를 유지할 수 있으며, 또한 화재가 발생했을 경우 화재가 외부로 확산되는 것을 방지해 줄 수 있다. 또한, 충방전기마다 공조 라인과 CO2 공급라인 연결되어 있어 내부의 온도를 균일하면서도 원할하게 조절해 줄 수 있으며, 화재 발생시에는 CO2 공급라인 개방되어 진화 작업도 즉시에 효율적으로 할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 충방전기에서는, 내부 온도를 소정의 온도로 균일하게 유지하여 온도 편차로 인한 측정 편차를 줄일 수 있으며, 화재의 발생시 즉시에 효율적으로 진화하고 외부로의 확산도 방지해 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 이차전지의 활성화 공정을 대량으로 실시하기 위한 종래의 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 1b는 그의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 장치에서 사용되는 충방전기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 이차전지의 활성화 공정 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 3b는 그의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 이차전지의 충방전기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 충방전기를 충방전 상태에서 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 충방전기에서 공조 라인 및 CO2 공급 라인에 관한 구성의 일예를 상세히 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시형태에 따른 충방전기에서 공조 라인 및 CO2 공급 라인에 관한 구성의 다른 예를 상세히 나타낸 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 구체적으로 설명한다. 이하에서 기재하는 구체적인 사항이나 도면의 내용은 본 발명의 실시형태를 예시하는 것에 불과하므로, 본 발명은 이러한 기재 사항이나 내용에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니될 것이다.
한편, 본 발명에서 '전방', '후방', '좌측', '우측', '상부', '하부' 등의 용어를 사용하지만, 이들 용어는 설명의 편의와 용이한 이해를 위해 도시된 도면을 기준으로 사용된 것이며, 본 발명의 내용상 상대적인 관계의 의미로 사용된 것이지 절대적인 관계의 의미로 사용된 것이 아님을 이해하여야 하며, 더구나 이러한 용어들에 의해 본 발명의 범위가 부당하게 축소 해석되어서는 아니될 것이다.
본 발명은 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치를 제공하지만, 설명의 편의상, 먼저 본 발명에 따른 이차전지의 활성화 공정 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 이차전지의 활성화 공정 장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 1b는 그의 측면도이다. 이들 도면을 참조하면, 종래의 장치에서와 마찬가지로 활성화 공정실(10) 내에는 다수의 충방전기(20)가 수평 및 수직 방향으로 나란히 배치되어 있고, 다수의 충방전기(20)가 배치된 열의 전방부(도 3b의 측면도상 좌측부)에는 소정의 공간이 마련되어 작업자의 유지보수 통로가 되고, 후방부(도 3b의 측면도상 우측부)에 마련된 공간은 스태커 크레인(30)의 이동 통로(40)가 된다. 도 3b의 측면도에서는 충방전기(20)가 수평 방향으로는 1열로 배치되어 있지만 다수의 열로 배치될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 활성화 공정 장치는 종래와 유사하게 공정실의 천정에 공조 장치(미도시)와 연결되는 공조 덕트(50)가 설치되어 있고, 이에 더하여 상기 공조 덕트(50)가 별도의 공조 라인(21)을 통하여 각각의 충방전기(20)로 연결되어 있다.
또한, 본 발명의 공정 장치에서는 CO2 공급원(60)을 설치하고 이를 CO2 공급 라인(22)을 통해 각각의 충방전기(20)와 연결된 구조로 되어 있다. CO2 공급원(60)은 공정실(10) 내에 2개가 설치된 것으로 도시되어 있지만, 공정실 외부에 설치할 수도 있고 1개를 설치하여 양쪽으로 연결할 수도 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 활성화 공정 장치는 충방전기마다 공조 라인이 연결되어 있어 내부의 온도 조절을 균일하면서도 원할하게 해 줄 수 있고, 또한 CO2 공급라인이 추가로 설치되어 있어 충방전기 내부의 화재 발생시에는 공조 라인 대신 CO2 공급라인을 개방하여 진화 작업을 즉시에 효율적으로 수행할 수 있다. 이에 대해서는 후술하는 충방전기와 관련하여 다시 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 이차전지의 충방전기(20)를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 충방전기를 충방전시의 상태에서 도시한 사시도이다. 이들 도면을 참조하면, 본 발명의 충방전기(20)는 종래와 유사하게 박스형 본체(23), 이 박스형 본체의 측면부에 구비된 충방전 단자(24a, 24b) 및 박스형 본체의 천정부(23a)에 구비된 팬(25)을 포함한다. 박스형 본체(23)는 천정부(23a), 바닥부(23b) 및 측면부를 포함하며, 상기 측면부 중 전후방 2개의 측면은 개방형으로 되어 있어, 후방 개방부는 스태커 크레인(30)에 의해 트레이(미도시)를 내부로 투입하거나 배출하는 통로가 되고, 전방 개방부는 충방전기를 점검하거나 수작업이 필요한 경우 작업자의 작업 통로가 된다. 본체의 바닥부(23b)는 개방형으로 되어 있고, 이 개방부에 트레이가 안착하여 고정되게 된다. 상기 충방전 단자(24a, 24b)는 트레이(미도시)에 적재된 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가하는 기능을 하고, 상기 팬(25)은 활성화 공정시 발생하는 열을 냉각시켜 주는 기능을 한다.
본 발명의 충방전기는 상기와 같은 박스형 본체(23)에 상기 2개의 측면 개방부를 개폐할 수 있는 불연성 차단 수단이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 바, 상기 불연성 차단 수단은 충방전기 내부에 트레이를 투입하거나 배출할 때는 개방하고, 트레이를 투입한 상태에서 충방전을 실시할 때는 차단할 수 있도록 되어 있으며, 특히 충방전을 위해 트레이가 투입되면 자동으로 폐쇄되고 충방전이 완료되면 자동으로 개방되는 자동 개폐식인 것이 바람직하다.
또한 상기 차단 수단은 도어 형태일 수도 있지만, 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 불연포 커튼(26a, 26b)으로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 불연포 커튼(26a, 26b)은 상하로 또는 좌우로 개폐되도록 설계할 수 있으나, 상하 개폐식이 보다 바람직하며, 이 경우 커튼의 하단부에 자석(미도시)이 구비되어 있으면, 안정된 밀폐 상태를 형성할 수 있어 바람직하다. 한편, 불연포는 방염 또는 난연 처리된 직물 또는 부직포와 같이 당업계에 공지되어 있는 것들 중에서 특별히 제한 없이 임의로 선택하여 사용할 수 있는 것이기에 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기와 같은 차단수단으로서의 불연포 커튼은 저렴하고 간단하게 설치할 수 있으면서도, 공정 진행 단계에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 충방전기의 내부를 외부와 효율적으로 차단하여, 활성화 공정시에 외부의 온도 편차 영향을 받지 않고 내부를 균일한 온도로 유지해 줄 수 있고, 또한 화재가 발생했을 경우 화재가 외부로 확산되는 것을 방지해 줄 수 있는 우수한 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 박스형 본체(23)에 그의 내부로 연결되는 공조 라인(21) 및 CO2 공급 라인(22)이 추가로 구비된 것을 또 다른 특징으로 하는 바, 상기 공조 라인(21)은 상기 본체(23)의 내부로 온도 조절된 공기를 공급하여 충방전기 내부의 온도를 독립적으로 조절해 주는 기능을 하고, 상기 CO2 공급 라인(22)은 화재의 발생시 상기 본체 내부로 이산화탄소를 분사하여 화재를 진화하는 기능을 한다.
도 6 및 7은 각각 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 충방전기에서 공조 라인 및 CO2 공급 라인에 관한 예시적 구성을 상세히 도시한 사시도로서, 2개의 충방전기(20)가 상하로 배치된 상태에서 일부의 구성만을 개략적으로 나타낸 것이다. 이들 도면을 참조하면, 박스형 본체(23)의 천정부(23a)에는 종래와 유사하게 평면형 팬(25) 또는 블로우 팬(27)이 설치되는 한편, 천정부(23a)를 통해 내부로 연결되는 공조 라인(21) 및 CO2 공급 라인(22)이 추가로 구비되어 있되, 이들 공조 라인(21)과 CO2 공급 라인(22)은 본체(23)의 내부로 도입되기 전에 자동 개폐밸브(28)를 통해 하나의 라인으로 합류되도록 구성되어 있다. 이 자동 개폐밸브(28)는 평상시에는 공조 라인(21)이 개방된 상태로 되어 있지만, 화재가 발생하면 이를 감지하여 공조 라인(21)은 폐쇄하고 CO2 공급 라인(22)을 개방하도록 작동된다.
상기 평면형 팬(25) 또는 블로우 팬(27)은 공조 라인을 통해 공급되는 공기를 충방전 장치의 내부로 원활하게 공급하도록 해 주는데, 블로우 팬(27)을 사용하는 경우, 블로우 팬의 흡기구에 공조 라인(21)과 CO2 공급 라인(22)을 연결시켜 주면 내부의 온도 조절과 화재 발생시 소화를 더욱 원활하게 수행할 수 있어 바람직하다, 상기 블로우 팬(27)은 장치의 규모에 따라 그 설치 개수를 다양하게 할 수 있지만, 통상적으로 2 ~ 4개 정도 설치하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명의 충방전기는 공조 라인(21)과 CO2 공급 라인(22)을 구비하고 이들 라인이 자동 개폐밸브(28)에 의해 조절되도록 되어 있어, 충방전기 내부의 온도를 균일하면서도 원할하게 조절해 줄 수 있으며, 화재 발생시에는 CO2 공급라인을 개방하여 즉시에 효율적으로 진화 작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 활성화 공정 장치는, 내부 온도를 소정의 온도로 균일하게 조절 관리하여 온도 편차로 인한 공정의 측정 편차를 줄일 수 있으며, 화재의 발생시 즉시에 효율적으로 진화하고 외부로의 확산도 방지해 줄 수 있는 효과가 있는 것으로, 산업적으로 매우 유용하다.
한편, 이상에서 바람직한 실시형태나 구체적인 예를 들면서 본 발명을 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 내용으로 한정되지 않음은 물로이며, 또한 상기한 내용에 기초하여 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 여러 가지 다른 형태로의 변형, 구성요소 등의 대체, 추가적인 구성요소의 부가 등을 할 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
10: 활성화 공정실
20: 충방전기
21: 공조 라인
22: CO2 공급 라인
23: 박스형 본체
23a: 천정부
23b: 바닥부
24a, 24b: 충방전 단자
25: 평면형 팬
26a, 26b: 불연포 커튼
27: 블로우 팬
28: 자동 개폐밸브
30: 스태커 크레인
40: 스태커 크레인 이동통로
50: 공조 덕트
60: CO2 공급원
100: 활성화 공정실
110: 종래의 충방전기
111: 박스형 본체
112: 충방전 단자
113: 팬
120: 공조 덕트
130: 스태커 크레인

Claims (11)

  1. 천정부, 바닥부 및 측면부를 구비하고 상기 측면부에 2개의 개방부가 형성되어 있는 박스형 본체, 및 상기 본체의 측면부에 구비되어 다수의 전지셀이 적재된 트레이가 투입된 경우 전지셀의 전극 리드에 접촉하여 전류를 인가하는 충방전 단자를 포함하여 이루어지는 이차전지의 충방전기로서,
    상기 측면부의 개방부를 개방하거나 폐쇄할 수 있는 불연성 차단 수단;
    상기 본체의 내부로 연결되어 충방전기마다 개별적으로 온도 조절을 해 주기 위한 공조 라인; 및
    화재의 발생시 상기 본체 내부로 이산화탄소를 분사해 주기 위한 CO2 공급 라인이 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 이차전지의 충방전기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연성 차단 수단은 이차전지의 충방전을 위해 트레이가 투입되면 자동으로 폐쇄되고 충방전이 완료되면 자동으로 개방되는 자동 개폐식인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 불연성 차단 수단은 불연포 커튼인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 불연포 커튼은 상하 방향으로 개폐되도록 된 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 불연포 커튼은 그 하단부에 자석을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공조 라인 및 CO2 공급 라인은 상기 본체의 내부로 도입되기 전에 개폐밸브를 통해 하나의 라인으로 합류되도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 개폐밸브는 화재가 발생하면 이를 감지하여 공조 라인은 폐쇄하고 CO2 공급 라인은 개방하도록 된 자동 개폐밸브인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 천정부에 팬(fan)이 추가로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 팬은 블로우(blower) 팬인 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 블로우 팬의 흡기구에 상기 공조 라인 및 CO2 공급 라인이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지의 충방전기.
  11. 제 1 항에 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 이차전지의 충방전기가 2개 이상 배치되어 있는 충방전기 세트,
    상기 충방전기마다 그의 공조 라인에 연결되어 온도를 조절해 주는 공조 장치, 및
    상기 충방전기마다 그의 CO2 공급 라인에 연결되어 화재 발생시 이산화탄소를 분사해 주는 CO2 공급원을 포함하는 것을 특징으로 이차전지의 활성화 공정 장치.
KR1020180004627A 2018-01-12 2018-01-12 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치 KR102314575B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180004627A KR102314575B1 (ko) 2018-01-12 2018-01-12 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치
EP18899849.6A EP3618149B1 (en) 2018-01-12 2018-12-28 Secondary battery charging-discharging device and secondary battery activation process device comprising same
CN201880037747.0A CN110720151B (zh) 2018-01-12 2018-12-28 二次电池的充电-放电装置以及包括该充电-放电装置的二次电池的激活处理装置
US16/618,972 US11471715B2 (en) 2018-01-12 2018-12-28 Secondary battery charging-discharging device and secondary battery activation process device comprising same
PCT/KR2018/016904 WO2019139293A1 (ko) 2018-01-12 2018-12-28 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180004627A KR102314575B1 (ko) 2018-01-12 2018-01-12 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190086287A KR20190086287A (ko) 2019-07-22
KR102314575B1 true KR102314575B1 (ko) 2021-10-20

Family

ID=67218573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180004627A KR102314575B1 (ko) 2018-01-12 2018-01-12 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11471715B2 (ko)
EP (1) EP3618149B1 (ko)
KR (1) KR102314575B1 (ko)
CN (1) CN110720151B (ko)
WO (1) WO2019139293A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO20190634A1 (en) * 2019-05-21 2020-04-16 Olav Asserson Container for storing a mobile device while recharging
KR20240043878A (ko) 2022-09-27 2024-04-04 (주)베러셀 2차전지 충방전기의 전원부 제어 및 상태 모니터링 장치

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3380316B2 (ja) * 1993-12-28 2003-02-24 本田技研工業株式会社 車両用エアコンディショニング機器制御装置
JPH10308242A (ja) 1997-05-07 1998-11-17 Fuji Photo Film Co Ltd 電池の充放電設備
FR2862558B1 (fr) * 2003-11-20 2006-04-28 Pellenc Sa Outil portatif electrique autonome de puissance
KR100665380B1 (ko) * 2005-09-27 2007-01-04 (주)갑진 전지 충방전기
JP5314872B2 (ja) * 2007-10-01 2013-10-16 株式会社オハラ 発熱機構を備える二次電池
KR101193778B1 (ko) 2010-06-28 2012-10-23 현대제철 주식회사 코크스 제조 시험장치
KR101238062B1 (ko) * 2010-12-20 2013-02-27 인지컨트롤스 주식회사 전기자동차용 배터리 보호장치
JPWO2012091068A1 (ja) * 2010-12-27 2014-06-05 三菱化学株式会社 太陽電池一体型ロールスクリーン
TWI420724B (zh) 2011-01-26 2013-12-21 Elitegroup Computer Sys Co Ltd 電池活化方法
KR101416308B1 (ko) 2011-01-31 2014-07-10 한국과학기술원 전기자동차 중대형 전지의 작동온도 최적화를 위한 독립 냉각 방법
JP5738660B2 (ja) 2011-04-18 2015-06-24 エスペック株式会社 二次電池の充放電評価装置
JP5416735B2 (ja) * 2011-04-28 2014-02-12 株式会社日立製作所 電力監視制御装置および電力監視制御システム
JP5679055B2 (ja) * 2011-06-10 2015-03-04 トヨタ自動車株式会社 電池の充電方法、及び電池の充電制御装置
CN103782444B (zh) 2011-09-08 2016-11-09 株式会社Lg化学 电池组灭火装置
US9221343B2 (en) * 2011-12-16 2015-12-29 Tesla Motors, Inc. Pyrotechnic high voltage battery disconnect
CN102593540B (zh) 2012-02-17 2015-08-12 中兴通讯股份有限公司 一种电池激活方法、模块及终端
JP2013178903A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Daifuku Co Ltd 二次電池処理設備
KR101487209B1 (ko) * 2012-05-31 2015-02-02 주식회사 엘지화학 전지셀의 충방전 장치
KR101623110B1 (ko) * 2012-10-18 2016-05-20 주식회사 엘지화학 전극 리드 및 이를 포함하는 이차 전지
KR101577387B1 (ko) * 2013-05-06 2015-12-16 주식회사 엘지화학 이차전지, 이를 포함하는 이차전지 모듈 및 이차전지 팩
KR101574969B1 (ko) 2013-09-24 2015-12-21 주식회사 엘지화학 충방전기의 충전 전류 정밀도 검출 장치
KR101625716B1 (ko) 2013-09-27 2016-05-30 주식회사 엘지화학 이차전지의 충방전용 장치
KR101833567B1 (ko) * 2013-10-31 2018-02-28 주식회사 엘지화학 전지 셀 고정 기능을 갖는 충방전기용 트레이
KR101550104B1 (ko) * 2013-12-04 2015-09-03 세방전지(주) 대용량 에너지 저장장치
CN204101524U (zh) 2014-09-22 2015-01-14 山西潞安环保能源开发股份有限公司 一种模拟煤矿采空区注co2防灭火的测试装置
KR101725597B1 (ko) * 2014-10-31 2017-04-10 주식회사 엘지화학 이차전지 충방전 시스템 및 이차전지 충방전기 냉각제어방법
KR101649915B1 (ko) * 2014-11-07 2016-08-23 한국과학기술연구원 하이브리드 전기화학셀 및 그 제어 방법
CA2967501A1 (en) * 2014-11-12 2016-05-19 Intec Energy Storage Corp. Electrical energy storage device with non-aqueous electrolyte
CN104638296A (zh) 2015-01-23 2015-05-20 清华大学深圳研究生院 一种制备固态聚合物电解质锂离子电池的方法
KR102006377B1 (ko) * 2016-02-05 2019-08-01 주식회사 엘지화학 이동식 충방전기, 이를 포함하는 충방전 설비 및 이의 운용방법
KR20170103700A (ko) 2016-03-03 2017-09-13 주식회사 엘지화학 이차 전지 제조 방법
KR101834354B1 (ko) 2016-07-04 2018-03-05 (주)코엠피 김치숙성용 저장통

Also Published As

Publication number Publication date
EP3618149A1 (en) 2020-03-04
US20200139168A1 (en) 2020-05-07
CN110720151B (zh) 2022-12-30
EP3618149A4 (en) 2020-08-05
EP3618149B1 (en) 2021-11-03
CN110720151A (zh) 2020-01-21
US11471715B2 (en) 2022-10-18
WO2019139293A1 (ko) 2019-07-18
KR20190086287A (ko) 2019-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102314575B1 (ko) 이차전지의 충방전기 및 이를 포함하는 이차전지의 활성화 공정 장치
KR102341681B1 (ko) 사용 후 배터리 모듈용 방폭형 보관 시스템
KR102297771B1 (ko) 사용 후 배터리 보관 시스템
CN106450472A (zh) 一种锂电池多功能高效防护储存箱
KR20210014402A (ko) 화재감시 및 안전기능을 가지는 에너지 저장 시스템
CN110120478B (zh) 高安全性能储能电池机柜
EP3772128B1 (en) Formation equipment system having fire-spreading prevention function
KR102289714B1 (ko) 배터리셀 탑재용 적재함
CN110061322B (zh) 具有散热与消防功能的储能电池机柜
KR102397617B1 (ko) 폐리튬배터리 운송용 차량
CN110061162B (zh) 具有散热与消防功能的储能电池簇
CN212230563U (zh) 一种带风冷、消防的软包电池化成设备
KR20210012654A (ko) 리튬이온 배터리 셀 보관용 외함의 공조 장치
KR102575491B1 (ko) 소화기가 장착된 전자기기 테스트 챔버
CN108923285A (zh) 一种新型的满足燃弧与温升要求的中压开关柜
JP2015156947A (ja) 電池キャビネットの消火設備
CN115149149A (zh) 一种储能电池柜
CN115566299A (zh) 一种分布式储能系统及其控制方法
CN209859997U (zh) 具有消防结构的电池箱及储能电池机柜
CN210579723U (zh) 一种自动开关门恒温化成柜柜体
CN210298256U (zh) 高安全性能储能电池机柜
CN209843765U (zh) 具有散热与消防功能的储能电池机柜
KR102654468B1 (ko) 전기차 화재 진압 및 확산 방지 시스템
KR20210002202A (ko) 배관 구조물 및 이를 포함하는 전해질 공급 시스템
KR102676776B1 (ko) 전기 자동차의 화재 진압시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant