KR102326581B1 - 진공호퍼 프리챠져 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스제거부를 통해 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출 후 전해액은 이차 전지로 공급하고, 충전부를 통해 이차 전지를 충전할 수 있도록 함으로써 전해액의 공급과 충전을 동시에 할 수 있도록 하는 진공호퍼 프리챠져를 제공한다. 본 발명은 지면에 고정되는 하부판(21)을 갖고, 상기 하부판(21)의 상부에서 상측으로 형성되는 지지바(22)의 끝단에 형성되는 상부판(23)을 가지며, 상기 지지바(22) 상에 형성되는 중간판(24)을 갖는 베이스 프레임(20)과; 상기 중간판(24)의 상부에 위치되고, 내부에 이차 전지(100)가 안치되는 트레이(30)와; 상기 베이스 프레임(20)의 상부판(23)의 하부에 설치되고, 상기 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 가스제거부(40)와; 상기 베이스 프레임(20)의 하부판(21)이 상부에 설치되고, 상기 이차 전지(100)를 충전하기 위한 충전부(50)와; 상기 중간판(24)에 고정되고, 상기 가스제거부(40)와 충전부(50)를 상하로 이동시키기 위한 이동부(60)와; 상기 가스제거부(40), 충전부(50) 및 이동부(60)를 제어하기 위한 제어부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진공호퍼 프리챠져{Vacuum hopper free charger}
본 발명은 진공호퍼 프리챠져에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 가스제거부를 통해 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출 후 전해액은 이차 전지로 공급하고, 충전부를 통해 이차 전지를 충전할 수 있도록 함으로써 전해액의 공급과 충전을 동시에 할 수 있도록 하는 진공호퍼 프리챠져에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차 전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차 전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 25V ~ 45V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
한편, 복수 개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 팩을 구성할 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 이러한 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성요소를 추가하여 배터리 팩을 구성하는 방법이 일반적이다.
이러한 배터리 셀은 최근 들어 리튬 폴리머 전지로서, 파우치형 이차 전지를 많이 사용하고 있는 추세이다. 파우치형 이차 전지는 단위 중량 및 체적 당 높은 에너지 밀도를 가지며, 배터리 셀의 박형화 및 경량화가 용이하기에, 최근 들어 많이 이용되고 있다.
종래 이러한 파우치형 이차 전지로서의 배터리 셀의 제조 방법을 살펴 보면 하기와 같다.
먼저, 양극판 및 음극판을 제조하고, 이들 사이에 세퍼레이터를 개재한 후 적층하여 전극 조립체를 제작한다. 이후, 상기와 같이 제작된 전극 조립체에서 가소제(DBP)를 추출하고, 상기 전극 조립체의 전극 리드에 전극 탭을 용접하여 파우치 케이스 내부에 내장하게 된다. 이렇게 파우치 케이스에 전극 조립체를 내장한 후에는 파우치 케이스의 내부로 전해액을 주입시켜 전극 조립체에 전해액이 함침되도록 한다. 상기와 같이 전해액이 주입되면, 파우치 케이스의 가장자리를 열융착에 의해 접합시켜 파우치 케이스를 밀봉하게 된다. 이후, 상기와 같이 조립이 완료된 배터리 셀을 안정화시키기 위해 에이징(Aging) 공정을 거친 후, 배터리 셀을 활성화하기 위한 충방전 공정을 실시하게 된다. 그러나 충방전 공정 시, SEI 레이어(layer) 형성에 따른 전해액 및 첨가제의 비가역 반응이 발생하고, 이때 가스가 발생한다. 파우치 케이스 내부에 있는 가스는 제거가 필요하며, 가스를 제거하지 않을 경우 배터리 셀의 불량을 유발하게 된다. 따라서, 파우치 케이스 내부의 가스를 제거하기 위해 배터리 셀의 가스제거 장치를 이용하여 가스제거 공정이 행해진다.
상술한 배터리 셀의 가스제거 장치 즉, 진공호퍼 프리챠져와 관련된 선행특허로는 특허문헌 1의 이차 전지의 가스 제거 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 베이스(100)의 상부에 설치된 챔버(200)로 구비되며, 이 챔버(200)는 상하로 승강운동을 하는 상부 챔버(210)와 상기 베이스(100)의 상면에 고정 다리(110)에 의해 설치된 하부 챔버(220)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 특허문헌 2의 배터리 셀 디가싱 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 가스 포켓부(59)가 구비되는 배터리 셀을 디가싱하기 위한 배터리 셀 디가싱 장치에 있어서, 상기 배터리 셀이 분리 가능하게 안착되는 챔버 커버(100); 상기 챔버 커버(100)의 수평 방향에 따른 슬라이딩에 따라 상기 챔버 커버(100)와 결합되며, 상기 배터리 셀을 진공 분위기 하에서 수용 가능한 진공 챔버(200); 상기 진공 챔버(200)에 구비되며, 상기 가스 포켓부(59)의 일부를 피어싱하는 피어싱 유닛(300); 및 상기 피어싱 유닛(300)과 이격되게 상기 진공 챔버(200)에 구비되며, 상기 배터리 셀의 상측면 및 하측면을 평탄화시키면서 상기 배터리 셀 내부의 가스를 상기 배터리 셀 외부로 배출시키는 가압 유닛(400);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기의 종래기술들은 이차 전지, 배터리 셀 내부의 가스를 제거하기 위해 챔버를 진공상태로 하여 이차 전지, 배터리 셀 내부의 가스를 제거하기 때문에 챔버를 진공상태로 만들기 위한 시간과 가스를 제거 후 공기를 주입하여 챔버 내부의 진공상태를 해제하는 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 특허문헌 3의 진공호퍼 프리챠져를 선출원하여 등록받았는 바, 특허문헌 3의 진공호퍼 프리챠져는 도 3에 도시된 바와 같이 지면에 안치되고, 내부공간(21)을 갖는 베이스 프레임(20)과; 상기 베이스 프레임(20)의 내부공간(21)의 상부에 설치되고, 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 가스제거부(30)와; 상기 베이스 프레임(20)의 내부공간(21)에서 상기 가스제거부(30)와 대응되는 위치의 하부에 설치되고, 상부에 상기 이차 전지(100)가 안치되며, 상기 이차 전지(100)를 상하로 이동시키기 위한 승강부(40)와; 상기 가스제거부(30)와 승강부(40)를 제어하기 위한 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기의 진공호퍼 프리챠져는 사각 형상의 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 진공호퍼를 통해 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출되고, 전해액은 진공호퍼의 진공노즐에 저장 후 이차 전지 내부로 공급하도록 한 것으로, 본 출원인은 이를 배경으로 하여 원형의 이차 전지의 전해액을 공급 및 충전할 수 있도록 하는 장치를 개발하게 되었다.
특허문헌 1 : 국내등록특허공보 제10-0433836호(2004년 05월 20일 등록) 이차 전지의 가스 제거 장치 특허문헌 2 : 국내공개특허공보 제10-2018-0062835호(2018년 06월 11일 공개) 배터리 셀 디가싱 장치 공개 특허문헌 3 : 국내등록특허공보 제10-1957503호(2019년 03월 06일 등록) 진공호퍼 프리챠져
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 가스제거부를 통해 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출 후 전해액은 이차 전지로 공급하고, 충전부를 통해 이차 전지를 충전할 수 있도록 함으로써 전해액의 공급과 충전을 동시에 할 수 있도록 하는 새로운 형태의 진공호퍼 프리챠져를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 진공호퍼를 통해 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출되고, 전해액은 진공호퍼의 진공노즐에 저장 후 이차 전지 내부로 공급함으로써 이차 전지의 불량을 줄이고, 수명을 늘릴 수 있는 새로운 형태의 진공호퍼 프리챠져를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 지면에 고정되는 하부판(21)을 갖고, 상기 하부판(21)의 상부에서 상측으로 형성되는 지지바(22)의 끝단에 형성되는 상부판(23)을 가지며, 상기 지지바(22) 상에 형성되는 중간판(24)을 갖는 베이스 프레임(20)과; 상기 중간판(24)의 상부에 위치되고, 내부에 이차 전지(100)가 안치되는 트레이(30)와; 상기 베이스 프레임(20)의 상부판(23)의 하부에 설치되고, 상기 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 가스제거부(40)와; 상기 베이스 프레임(20)의 하부판(21)이 상부에 설치되고, 상기 이차 전지(100)를 충전하기 위한 충전부(50)와; 상기 중간판(24)에 고정되고, 상기 가스제거부(40)와 충전부(50)를 상하로 이동시키기 위한 이동부(60)와; 상기 가스제거부(40), 충전부(50) 및 이동부(60)를 제어하기 위한 제어부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 가스제거부(40)는 상기 상부판(23)의 하부에 설치되는 고정부(41)와; 상기 고정부(41)의 하부에 결합되고, 상기 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 진공호퍼(80, 90)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 진공호퍼(80)는 상기 고정부(41)의 하부에 결합되는 결합바(81)와; 상기 결합바(81)의 하부에 결합되고, 상면에서 하면으로 관통되도록 복수개의 진공홀(821)이 형성된 진공 매니폴드(82)와; 상기 진공 매니폴드(82)의 상부를 덮도록 형성되는 덮개(83)와; 상기 진공 매니폴드(83)의 양측 전면에 결합되고, 상기 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)과 연통되며, 일측에 진공펌프 및 에어펌프와 연결되는 결합구(84)와; 상기 결합구(84) 사이를 연결하는 연결관(85)과; 내부에 중공(861)이 형성된 원통형상으로 이루어져 상기 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 하부를 통해 결합되며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 진공노즐(86)과; 상부가 상기 덮개(83)에 결합되고, 상기 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 상부를 통해 삽입되며, 하부가 상기 진공노즐(86)의 중공(861)과 대응되는 크기로 형성되어 상기 진공노즐(86)의 상부에 위치되고, 상기 진공노즐(86)의 상하 이동에 의해 상기 진공노즐(86)의 상부 중공(861)이 개폐되도록 하는 개폐구(87)와; 상부가 상기 진공 매니폴드(82)의 양측단에 결합되고, 하부가 상기 진공노즐(86)의 하부를 지지하기 위한 지지홀더(88)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 진공노즐(86)은 내부에 중공(861)이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 외주면의 상부에 상기 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 하부를 통해 삽입되도록 걸림단(862)을 가지며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 몸체(863)와; 상기 몸체(863)의 걸림단(862) 상에 형성되고, 상기 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)과 밀폐를 위한 오링(864)과; 상기 몸체(863)의 걸림단(862)의 하부에 형성되는 탄성부재(865)와; 상기 탄성부재(865)의 하부에 형성되어 상기 탄성부재(865)의 이탈을 방지하기 위한 고정구(866)와; 상기 몸체(863)의 끝단에 결합되고, 상기 이차 전지(100)의 상부와 밀착되는 패드(867)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 진공호퍼(90)는 상기 고정부(41)의 하부에 결합되는 결합바(91)와; 상기 결합바(91)의 하부에 결합되고, 하부에서 상측으로 형성되는 복수개의 진공홈(921)을 갖는 진공 매니폴드(92)와; 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)이 연통되도록 형성되는 연통관(93)과; 상기 진공 매니폴드(92)의 양측 전면에 결합되고, 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)과 연통되며, 일측에 진공펌프 및 에어펌프와 연결되는 결합구(94)와; 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어져 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)의 하부를 통해 결합되며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 진공노즐(95)과; 상부가 상기 진공 매니폴드(92)의 양측단에 결합되고, 하부가 상기 진공노즐(95)의 하부를 지지하기 위한 지지홀더(96)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 진공노즐(95)은 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 상부측의 외주면 상에 형성되는 관통홀(952)을 기지며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 몸체(953)와; 상기 몸체(953)의 상면에서 상기 관통홀(952)의 하측까지 형성되어 상기 중공(951)을 밀폐시키기 위한 밀폐구(954)와; 원통형상으로 이루어져 상기 몸체(953)의 상부 외주면을 감싸도록 형성되고, 하부가 상기 지지홀더(96)에 고정되는 커버체(955)와; 상기 몸체(953)의 중공(951)의 상부에 형성되고, 상기 커버체(955)의 내주면과 밀착되어 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(942)과 밀폐를 위한 오링(956)과; 상기 커버체(955)의 하부에 형성되는 탄성부재(957)와; 상기 몸체(953)의 하부에 형성되어 상기 탄성부재(957)의 이탈을 방지하기 위한 고정구(958)와; 상기 몸체(953)의 끝단에 결합되고, 상기 이차 전지(100)의 상부와 밀착되는 패드(959)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 상기 베이스 프레임(20)은 상기 중간판(24)을 기준으로 하부에 설치되는 보조프레임(25)을 갖고, 상기 충전부(50)는 상기 보조프레임(25) 상에 설치되고, 상기 제어부(70)와 접속되어 상기 이차 전지(100)의 온도를 확인하기 위한 온도센서(51)와; 상기 보조프레임(25) 상에 설치되고, 상기 이차 전지(100)를 충전하기 위한 음양극프로브(52)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에 의하면, 가스제거부를 통해 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출 후 전해액은 이차 전지로 공급하고, 충전부를 통해 이차 전지를 충전할 수 있도록 함으로써 전해액의 공급과 충전을 동시에 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 진공호퍼를 통해 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출되고, 전해액은 진공호퍼의 진공노즐에 저장 후 이차 전지 내부로 공급함으로써 이차 전지의 불량을 줄이고, 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 기술을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져의 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져의 정면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져의 측면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼를 보여주는 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼의 진공노즐을 보여주는 도면,
도 9는 도 7의 진공호퍼의 진공노즐의 동작을 보여주는 도면,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼의 다른 실시예를 보여주는 도면,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 다른 실시예에 따른 진공호퍼의 진공노즐을 보여주는 도면,
도 12는 도 10의 진공호퍼의 진공노즐의 동작을 보여주는 도면,
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 충전부를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 도 4 내지 도 13에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 한편, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 4 내지 도 13을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져(10)는 베이스 프레임(20), 트레이(30), 가스제거부(40), 충전부(50), 이동부(60) 및 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.
베이스 프레임(20)은 지면에 고정되는 하부판(21)을 갖고, 하부판(21)의 상부에서 상측으로 형성되는 지지바(22)의 끝단에 형성되는 상부판(23)을 가지며, 지지바(22) 상에 형성되는 중간판(24)을 갖는다.
한편, 베이스 프레임(20)은 하부판(21)과 중간판(24) 사이에 보조프레임(25)이 형성되어, 이동부(60)에 의해 상하로 이동되어 진다. 보조프레임(25)은 판 형상으로 이루어지는 보조판(251)과, 보조판(251)의 상측으로 형성되어 충전부(50)가 고정되는 복수개의 고정구(252)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 트레이(30)는 복수개의 이차 전지(100)가 안치된 것으로, 베이스 프레임(20)의 중간판(24)의 상부에 위치되어 진다.
한편, 트레이(30)는 도시하지 않았지만, 내부에 히팅부를 구성하여 히팅부로부터 발생되는 열이 진공호퍼 프리챠져의 내부에서 순환되어 이차 전지 전체에 열이 전달되도록 함으로써 이차 전지 내부의 전해액의 활성도가 좋아지고, 이에 따라 잔류 가스 및 불순물이 많이 배출되어 이차 전지의 순도가 높아지도록 할 수 있다.
가스제거부(40)는 베이스 프레임(20)의 상부판(23)의 하부에 설치되고, 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 것으로, 상부판(23)의 하부에 설치되는 고정부(41)와, 고정부(41)의 하부에 결합되고, 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 진공호퍼(80)을 포함하여 이루어진다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼의 진공노즐을 보여주는 도면이며, 도 9는 도 7의 진공호퍼의 진공노즐의 동작을 보여주는 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 진공호퍼(80)를 설명하면 고정부(41)의 하부에 결합되는 결합바(81)와, 결합바(81)의 하부에 결합되고, 상면에서 하면으로 관통되도록 복수개의 진공홀(821)이 형성된 진공 매니폴드(82)와, 진공 매니폴드(82)의 상부를 덮도록 형성되는 덮개(83)와, 진공 매니폴드(83)의 양측 전면에 결합되고, 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)과 연통되며, 일측에 진공펌프 및 에어펌프와 연결되는 결합구(84)와, 결합구(84) 사이를 연결하는 연결관(85)과, 내부에 중공(861)이 형성된 원통형상으로 이루어져 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 하부를 통해 결합되며, 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 진공노즐(86)과, 상부가 덮개(83)에 결합되고, 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 상부를 통해 삽입되며, 하부가 진공노즐(86)의 중공(861)과 대응되는 크기로 형성되어 진공노즐(86)의 상부에 위치되고, 진공노즐(86)의 상하 이동에 의해 진공노즐(86)의 상부 중공(861)이 개폐되도록 하는 개폐구(87)와, 상부가 진공 매니폴드(82)의 양측단에 결합되고, 하부가 진공노즐(86)의 하부를 지지하기 위한 지지홀더(88)를 포함하여 이루어진다.
한편, 진공노즐(86)은 내부에 중공(861)이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 외주면의 상부에 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)의 하부를 통해 삽입되도록 걸림단(862)을 가지며, 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 몸체(863)와, 몸체(863)의 걸림단(862) 상에 형성되고, 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821)과 밀폐를 위한 오링(864)과, 몸체(863)의 걸림단(862)의 하부에 형성되는 탄성부재(865)와, 탄성부재(865)의 하부에 형성되어 탄성부재(865)의 이탈을 방지하기 위한 고정구(866)와, 몸체(863)의 끝단에 결합되고, 이차 전지(100)의 상부와 밀착되는 패드(867)를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 진공호퍼(80)의 동작을 도 9를 참조하여 설명하면, 진공노즐(86)이 이차 전지(100)의 상부와 밀착되면 진공노즐(86)은 상측으로 이동하여 개폐구(87)와 이격되어 공간이 발생한다. 이후, 진공펌프를 동작시키면 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821) 및 진공노즐(86)의 중공(861)은 진공상태가 되고, 이차 전지(100)의 전해액은 진공노즐(86)의 중공(861)에 위치하게 된다. 이때, 전해액에 포함된 가스는 진공펌프의 유배기장치로 배출된다. 전해액에 포함된 가스가 배출되면 에어펌프를 통해 에어를 진공 매니폴드(82)로 주입한다. 진공 매니폴드(82)로 에어가 주입되면 진공 매니폴드(82)의 진공홀(821) 및 진공노즐(86)의 중공(861)은 진공상태가 파기되므로 진공노즐(86)의 중공(861)에 위치된 전해액은 이차 전지(100)로 주입된다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼의 다른 실시예를 보여주는 도면이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 다른 실시예에 따른 진공호퍼의 진공노즐을 보여주는 도면이며, 도 12는 도 10의 진공호퍼의 진공노즐의 동작을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져에서 진공호퍼의 다른 실시예를 설명하면, 진공호퍼(90)는 고정부(41)의 하부에 결합되는 결합바(91)와, 결합바(91)의 하부에 결합되고, 하부에서 상측으로 형성되는 복수개의 진공홈(921)을 갖는 진공 매니폴드(92)와, 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)이 연통되도록 형성되는 연통관(93)과, 진공 매니폴드(92)의 양측 전면에 결합되고, 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)과 연통되며, 일측에 진공펌프 및 에어펌프와 연결되는 결합구(94)와, 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어져 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)의 하부를 통해 결합되며, 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 진공노즐(95)과, 상부가 진공 매니폴드(92)의 양측단에 결합되고, 하부가 진공노즐(95)의 하부를 지지하기 위한 지지홀더(96)를 포함하여 이루어진다.
한편, 진공노즐(95)은 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 상부측의 외주면 상에 형성되는 관통홀(952)을 기지며, 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 몸체(953)와, 몸체(953)의 상면에서 관통홀(952)의 하측까지 형성되어 중공(951)을 밀폐시키기 위한 밀폐구(954)와, 원통형상으로 이루어져 몸체(953)의 상부 외주면을 감싸도록 형성되고, 하부가 지지홀더(96)에 고정되는 커버체(955)와, 몸체(953)의 중공(951)의 상부에 형성되고, 커버체(955)의 내주면과 밀착되어 진공 매니폴드(92)의 진공홈(942)과 밀폐를 위한 오링(956)과, 커버체(955)의 하부에 형성되는 탄성부재(957)와, 몸체(953)의 하부에 형성되어 탄성부재(957)의 이탈을 방지하기 위한 고정구(958)와, 몸체(953)의 끝단에 결합되고, 이차 전지(100)의 상부와 밀착되는 패드(959)를 포함하여 이루어진다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 진공호퍼(90)의 동작을 도 12를 참조하여 설명하면, 진공노즐(95)이 이차 전지(100)의 상부와 밀착되면 진공노즐(95)은 상측으로 이동하고, 진공노즐(95)의 몸체(953)에 형성되는 관통홀(952)은 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)과 연통되어 진다. 이후, 진공펌프를 동작시키면 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921) 및 진공노즐(95)의 중공(951)은 진공상태가 되고, 이차 전지(100)의 전해액은 진공노즐(95)의 중공(951)에 위치하게 된다. 이때, 전해액에 포함된 가스는 진공펌프의 유배기장치로 배출된다. 전해액에 포함된 가스가 배출되면 에어펌프를 통해 에어를 진공 매니폴드(92)로 주입한다. 진공 매니폴드(92)로 에어가 주입되면 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921) 및 진공노즐(95)의 중공(951)은 진공상태가 파기되므로 진공노즐(95)의 중공(951)에 위치된 전해액은 이차 전지(100)로 주입된다.
이와 같이 이차 전지(100)의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 진공호퍼(80, 90)를 통해 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출되고, 전해액은 진공호퍼(80, 90)의 진공노즐(86, 95)에 저장 후 이차 전지(100) 내부로 주입함으로써 이차 전지(100)의 불량을 줄이고, 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
충전부(50)는 베이스 프레임(20)의 하부판(21)이 상부에 설치되고, 이차 전지(100)를 충전하기 위한 것으로, 보조프레임(25)의 고정구(252) 상에 설치되고, 제어부(70)와 접속되어 이차 전지(100)의 온도를 확인하기 위한 온도센서(51)와, 보조프레임(25)의 고정구(252) 상에 설치되고, 이차 전지(100)를 충전하기 위한 음양극프로브(52)를 포함하여 이루어진다. 이때, 온도센서(51)는 도시하지 않았지만, 케이블을 통해 제어부(70)와 접속되어 진다. 그리고, 충전부(50)의 온도센서(51), 음양극프로브(52)는 보조프레임(25)이 고정구(252)와 대응되도록 복수개로 이루어진다.
이동부(60)는 중간판(24)에 고정되고, 가스제거부(40)와 충전부(50)를 상하로 이동시키기 위한 것으로, 실린더(61)와 실린더 로드(62)를 포함하여 이루어진다.
실린더(61)는 가스제거부(40)의 고정부(41)의 하부와 베이스 프레임(20)의 보조프레임(50)의 상부에 각각 설치되고, 실린더 로드(61)는 일측이 실린더(61)와 연결되고, 타측은 베이스 프레임(20)의 중간판(24)과 베이스 프레임(20)의 하부판(21)에 각각 결합되어 진다.
제어부(70)는 가스제거부(40), 충전부(50) 및 이동부(60)를 제어하도록 하는 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져(10)에서는 베이스 프레임(20)과 이격되어 설치되는 것으로 도시하였지만, 베이스 프레임(20)의 측면에 설치될 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 진공호퍼 프리챠져에 의하면, 가스제거부를 통해 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출 후 전해액은 이차 전지로 공급하고, 충전부를 통해 이차 전지를 충전할 수 있도록 함으로써 전해액의 공급과 충전을 동시에 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 이차 전지의 전해액 및 전해액에 포함된 가스를 진공호퍼를 통해 흡입하여 전해액에 포함된 가스는 외부로 배출되고, 전해액은 진공호퍼의 진공노즐에 저장 후 이차 전지 내부로 공급함으로써 이차 전지의 불량을 줄이고, 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공호퍼 프리챠져를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10 : 진공호퍼 프리챠져
20 : 베이스 프레임 21 : 하부판
22 : 지지바 23 : 상부판
24 : 중간판 25 : 보조프레임
30 : 트레이 40 : 가스제거부
41 : 고정부 50 : 충전부
51 : 온도센서 52 : 음양극프로브
60 : 이동부 70 : 제어부
80, 90 : 진공호퍼 81 : 결합바
82 : 진공 매니폴드 821 : 징공홀
83 : 덮개 84 : 결합구
85 : 연결관 86 : 진공노즐
861 : 중공 862 : 걸림단
863 : 몸체 864 : 오링
865 : 탄성부재 866 : 고정구
867 : 패드 87 : 개폐구
88 : 지지홀더 91 : 결합바
92 : 진공 매니폴드 921 : 진공홈
93 : 연통관 94 : 결합구
95 : 진공노즐 951 : 중공
952 : 관통홀 953 : 몸체
954 : 밀폐구 955 : 커버체
956 : 오링 957 : 탄성부재
958 : 고정구 959 : 패드
96 : 지지홀더
100 : 이차 전지

Claims (7)

  1. 지면에 고정되는 하부판(21)을 갖고, 상기 하부판(21)의 상부에서 상측으로 형성되는 지지바(22)의 끝단에 형성되는 상부판(23)을 가지며, 상기 지지바(22) 상에 형성되는 중간판(24)을 갖는 베이스 프레임(20)과;
    상기 중간판(24)의 상부에 위치되고, 내부에 이차 전지(100)가 안치되는 트레이(30)와;
    상기 베이스 프레임(20)의 상부판(23)의 하부에 설치되는 고정부(41)를 갖고, 상기 고정부(41)의 하부에 결합되고, 상기 이차 전지(100) 내부의 가스를 제거하기 위한 진공호퍼(80, 90)를 갖는 가스제거부(40)와;
    상기 베이스 프레임(20)의 하부판(21)이 상부에 설치되고, 상기 이차 전지(100)를 충전하기 위한 충전부(50)와;
    상기 중간판(24)에 고정되고, 상기 가스제거부(40)와 충전부(50)를 상하로 이동시키기 위한 이동부(60)와;
    상기 가스제거부(40), 충전부(50) 및 이동부(60)를 제어하기 위한 제어부(70)를 포함하되;
    상기 진공호퍼(90)는 상기 고정부(41)의 하부에 결합되는 결합바(91)와, 상기 결합바(91)의 하부에 결합되고, 하부에서 상측으로 형성되는 복수개의 진공홈(921)을 갖는 진공 매니폴드(92)와, 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)이 연통되도록 형성되는 연통관(93)과, 상기 진공 매니폴드(92)의 양측 전면에 결합되고, 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)과 연통되며, 일측에 진공펌프 및 에어펌프와 연결되는 결합구(94)와, 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어져 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(921)의 하부를 통해 결합되며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 진공노즐(95)과, 상부가 상기 진공 매니폴드(92)의 양측단에 결합되고, 하부가 상기 진공노즐(95)의 하부를 지지하기 위한 지지홀더(96)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공호퍼 프리챠져.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공노즐(95)은 내부에 중공(951)이 형성된 원통형상으로 이루어지고, 상부측의 외주면 상에 형성되는 관통홀(952)을 기지며, 상기 이차 전지(100)로부터 흡입한 전해액이 저장되는 몸체(953)와;
    상기 몸체(953)의 상면에서 상기 관통홀(952)의 하측까지 형성되어 상기 중공(951)을 밀폐시키기 위한 밀폐구(954)와;
    원통형상으로 이루어져 상기 몸체(953)의 상부 외주면을 감싸도록 형성되고, 하부가 상기 지지홀더(96)에 고정되는 커버체(955)와;
    상기 몸체(953)의 중공(951)의 상부에 형성되고, 상기 커버체(955)의 내주면과 밀착되어 상기 진공 매니폴드(92)의 진공홈(942)과 밀폐를 위한 오링(956)과;
    상기 커버체(955)의 하부에 형성되는 탄성부재(957)와;
    상기 몸체(953)의 하부에 형성되어 상기 탄성부재(957)의 이탈을 방지하기 위한 고정구(958)와;
    상기 몸체(953)의 끝단에 결합되고, 상기 이차 전지(100)의 상부와 밀착되는 패드(959)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공호퍼 프리챠져.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 프레임(20)은 상기 중간판(24)을 기준으로 하부에 설치되는 보조프레임(25)을 갖고,
    상기 충전부(50)는 상기 보조프레임(25) 상에 설치되고, 상기 제어부(70)와 접속되어 상기 이차 전지(100)의 온도를 확인하기 위한 온도센서(51)와;
    상기 보조프레임(25) 상에 설치되고, 상기 이차 전지(100)를 충전하기 위한 음양극프로브(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공호퍼 프리챠져.
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