KR102335826B1 - 배터리 셀 주조기 및 주조방법 - Google Patents

배터리 셀 주조기 및 주조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102335826B1
KR102335826B1 KR1020210052949A KR20210052949A KR102335826B1 KR 102335826 B1 KR102335826 B1 KR 102335826B1 KR 1020210052949 A KR1020210052949 A KR 1020210052949A KR 20210052949 A KR20210052949 A KR 20210052949A KR 102335826 B1 KR102335826 B1 KR 102335826B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strap
electrode plate
casting
casting machine
battery cell
Prior art date
Application number
KR1020210052949A
Other languages
English (en)
Inventor
정기세
Original Assignee
(주)제이엔엘테크
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 (주)제이엔엘테크 filed Critical (주)제이엔엘테크
Priority to KR1020210052949A priority Critical patent/KR102335826B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102335826B1 publication Critical patent/KR102335826B1/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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • H01M50/541—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges for lead-acid accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/027—Casting heavy metals with low melting point, i.e. less than 1000 degrees C, e.g. Zn 419 degrees C, Pb 327 degrees C, Sn 232 degrees C
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D25/00—Special casting characterised by the nature of the product
    • B22D25/02—Special casting characterised by the nature of the product by its peculiarity of shape; of works of art
    • B22D25/04—Casting metal electric battery plates or the like
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 주탕공정 중에 극판 지그박스가 하강하고 하강속도도 제어하여 극판 단자와 스트랩 및 포스터의 주조 성능과 극판 단자와의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하는 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것이다.
본 발명은 메인 프레임(70)과; 상기 메인프레임(70)에 일측면부에 거치되며, 배터리 셀 단위로 압축하는 극판 지그박스(20)과; 상기 극판 지그박스(20) 하단부에 위치하며, 납을 고온으로 용융시키는 용해로(11)와, 상기 용해로의 리드 펌프(12)로 압송하여 용용납으로 배터리 극판 단자와 연결되는 스트랩(8)과 포스터(6, 7)를 주조하는 스트랩 주조기(10)과; 상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)와; 상기 메인 프레임(70)의 일측면부에 부착되며, 상기 극판 지그박스(20)를 거치할 수 있는 리프트 샤프트(30)를 매개로 극판 지그박스(20)의 하강 속도를 캐비티(68)의 경사 각도로 조절하는 높이 조절장치(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 배터리 극판 단자의 하강과 주탕이 동시에 이루어져서, 극판 단자와 스트랩 또는 포스터의 밀착성이 우수해지고, 미세 먼지등으로 인한 단락을 예방할 수 있어서 배터리 성능과 내구성이 향상된다.

Description

배터리 셀 주조기 및 주조방법 {Battery cell casting machine and casting method}
본 발명은 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 스트랩 주조기에 주탕이 완료된 이후 극판 지그박스를 내려서 극판 단자와 연결되는 스트랩과 포스터를 주조하는 것이 아니라, 주탕공정 중에 극판 지그박스가 하강하고 하강속도도 제어하여 극판 단자와 스트랩 및 포스터의 주조 성능과 극판 단자와의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하는 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것이다.
도 1은 배터리 셀의 구성도와 스트랩(8)을 형성하는 개념도(A)와 실제 배터리의 모습(B)이며, 도 2는 배터리 셀 주조장치(100)의 위치 개념도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 자동차용 배터리는 양극판, 음극판 및 상기 극판의 단락을 방지하기 위한 격리판으로 구성된다. 상기 양극판과 음극판을 순차적으로 적층한 후, 배터리 셀(5) 단위로 적층된 극판 단자에 주조로 스트랩(Strap, 8)과 포스터(6, 7)을 형성한 후, 컨테이너에 순차적으로 삽입한 후, 상기 스트랩을 스팟용접으로 직렬 연결하고 단자를 형성시키고, 배터리 커버로 밀봉한 후, 전해액을 주입하여 배터리를 제조한다.
종래의 배터리 셀 주조기는, 상기 셀단위로 적층된 양극판 단자(2)와 음극판 단자(3)를 각각 직렬 연결하기 위해서는 스트랩(8)과 포스터(6, 7)을 주조할 수 있는 스트랩 주조기(10)에 용융된 납물이 공급된 상태에서, 극판 지그박스(20)를 하강하여, 스트랩 주조기(10)의 수용부에 있는 납물에 극판 단자가 담구면서 스트랩(8) 및 포스터(Post, 6, 7)을 주조하였다.
상기 극판 단자, 스트랩을 주조하는 과정은 배터리 회로를 형성하는 과정으로 이물질 및 단자와 스트랩의 분리등의 원인으로 배터리 내부 단락이 발생하는 경우가 빈번하다.
따라서, 극판 단자와 스트랩의 밀착성을 높이기 위하여, 스트랩(8)을 주조하기 이전에 극판 단자에 부착된 활물질이나 이물질을 제거하는 세척공정, 상기 세척공정 이후 극판 단자에 형성된 산화층을 제거하기 위하여 플럭스(Flux)를 도포하는 공정, 상기 플럭스를 용융시키기 위한 건조 공정을 거치게 된다.
상기 스트랩(8)의 주조공정 이전의 공정은 대한민국 등록 특허 제10-2068751호에서 보다 구체적으로 기술하고 있다.
기존의 스트랩 주조기(10)에 용융된 납물이 공급된 상태에서, 극판 지그박스(20)를 하강하여 스트랩을 주조하는 방식은 2가지 문제점을 가지고 있다.
첫째는 냉각으로 인한 단자와 스트랩의 분리이다.
스트냅 주조기에 용융된 납물이 공급된 이후, 극판 지그박스가 하강할 경우, 짧은 시간이지만 용융된 납물의 표면층이 대기로 인하여 급냉이 발생하고, 저온의 극판 단자와 접촉하면서 국부적인 단자와 스트랩의 분리층이 발생하는 것이다.
상기 분리층으로 인한 문제점은 배터리를 최종적으로 제작한 이후 검사단계에서 배터리 성능 저하로 발생됨에 따라, 배터리 제조 불량의 주요 원인이 된다.
둘째는 불순물의 부상이다.
스트냅 주조기에 용융된 납물이 공급되고, 극판 지그박스가 하강하는 동안, 납물에 포함된 불순물 등이 부상하여 표면층에 포집되어, 상기 불순물로 인한 극판 단자와 스트랩에서 국부적으로 분리층이 발생한다.
따라서, 본 발명에서는 상기 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 스트랩 주조기에 융용된 납물을 공급하기 이전에 스트랩 주조기와 극판 지그박스가 밀착된 상태에서 용융된 납물을 공급하거나, 용융된 납물이 공급되는 동안 극판 지그박스의 하강속도를 제어하는 방법을 개시하고자 한다.
본 발명으로 주조시 용융된 납물로 인하여 극판 단자가 일부 용융될 수도 있지만, 극판단자와 스트랩이 완전하게 밀착되는 효과를 가지며, 국부적인 분리층이 발생하지 않는 효과를 가지게 된다.
1. KR 10-2068751 B1, '배터리 플럭스 도포 및 건조장치', 등록일자: 2020.01.15. 2. KR 10-1808678 B1, '배터리 극판 적층 반출기', 등록일자: 2017.12.07. 3. KR 10-1810842 B1, '에이지이엠 배터리 극판 지그박스', 등록일자: 2017.12.14.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 스트랩 주조기 상단부에 극판 지그박스가 하강과 동시에 주탕이 이루지는 배터리 셀 주조방법을 개시하는 것이 본 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 용융된 납물이 공급되는 동안 높이 조절장치의 캐비티 경사 기울기로 극판 지그박스의 하강속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기를 개시하는 것이 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.
상기 발명 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스트랩 주조기(10)에 주탕이 완료된 상태에서 극판 지그박스(20)를 내려서 스트랩(8)과 포스터를 형성하는 것이 아니라, 스트랩 주조기(10)의 상단부에 극판 지그박스(20)이 하강함과 동시에 리드 펌프(12)가 작동하여 스트랩 주조기에 주탕하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조방법을 개시하고자 한다.
또한, 본 발명은 극판 지그박스(20)를 하강할 수 있는 리프트 샤프트(30)과, 상기 리프트 샤프트(30)의 하강 속도를 제어할 수 있는 경사면을 구비한 캐비티(68)를 포함하는 높이조절장치(60);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기를 개시하고자 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 높이조절장치(60)는, 실린더 내지 감속기를 구비한 전기모터로 대체되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기를 개시하고자 한다.
또한, 본 발명의 셀 주조방법은, 극판 지그박스(20)를 거치하는 리프트 샤프트(30)와, 상기 리프트 샤프트(30)의 승하강 제어하는 높이 조절장치(60)로 극판 지그박스(20)를 하강하여 셋팅 위치에 대기하는 단계(P0)와; 상기 극판 지그박스 대기 단계(P0) 이후, 리드 펌프(12)를 작동시켜 스트랩 주조기(10)에 용융된 납을 주입하는 주탕 단계(P1)와; 상기 주탕 단계(P1) 과정중에, 상기 극판 지그박스(20)의 하강속도를 상기 리프트 샤프트(30)를 매개로 캐비티 경사각도(68-1)로 컨트롤하면서 하강하는 단계(P2-1); 상기 극판 지그박스 하강 단계(P2-1) 이후, 스트랩(8)과 포스터(6, 7) 형상으로 성형 냉각되는 스트랩 응고 단계(P3)와; 상기 스트랩 응고 단계(P3)이후, 상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)의 상승과, 상기 높이 조절 장치(60)의 작동으로 극판 지그박스(20)를 상승으로 스트랩이 주조된 제품을 취출하는 단계(P4);를 포함하는 것을 배터리 셀 주조방법을 개시하고자 한다.
상기 해결수단으로 인하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 주탕과정중에 배터리 극판 단자가 하강하면, 극판 단자의 일부가 용융되면서 손상될수도 있지만, 극판 단자와 스트랩 또는 포스터의 밀착성이 우수해지고, 미세 먼지등으로 인한 단락을 예방할 수 있어서 배터리 성능과 내구성이 향상된다.
둘째, 주탕과정에 배터리 셀을 하강됨에 따라 상단부 냉각으로 인한 극판 단자와 스트랩의 박리 문제와 불순물의 의한 국부적인 분리층이 발생하지 않는다.
셋째, 높이조절장치의 캐비티 경사 기울기로 극판 지그박스의 하강속도를 제어 할 수 있고, 고장없는 간단한 구조로 제작이 가능하며, 저렴한 제작비용으로 정밀 제어가 가능하다.
도 1은 배터리 셀의 구성도와 스트랩(8)을 형성하는 개념도(A)와 실제 배터리의 모습(B)이다.
도 2는 배터리 셀 주조장치(100)의 위치 개념도이다.
도 3은 배터리 셀 주조장치의 정면도(A)와 측면도(B)이다.
도 4는 스트랩 주조기(10)의 취출 리프트(50)의 구성도이다.
도 5는 극판 지그박스(20)의 리프트 샤프트(30)의 구성도이다.
도 6은 리프트 샤프트(30)의 높이 조절장치(60)의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 주조공정의 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분(전기회로, 기타 소요 부품 등과 같은 제반사항)은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 색상 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여, 구성요소별 색상을 도면에서와 같이 표현하였지만 특허 권리 범위는 다양한 색상을 다 포함하는 것이 자명하다.
도면 내지 구성요소의 두께 내지 크기 또한 표현을 명확하게 하기 위하여 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서 설명의 편의를 위하여 일부 부분 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
본 발명은 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 스트랩 주조기에 주탕이 완료된 이후, 극판 지그박스를 내려서 극판 단자와 연결되는 스트랩과 포스터를 주조하는 것이 아니라, 스트랩 주조기에 주탕과정중에 극판 지그박스가 하강하여 극판 단자와 스트랩 및 포스터의 주조 성능과 극판 단자와의 밀착성을 높이는 것을 목적으로 하는 배터리 셀 주조기 및 주조방법에 관한 것이다.
기존의 납 배터리 제조과정에서 스크랩과 포스터를 주조하는 방법은 스트랩 주조기(10)에 용융된 납물이 공급된 상태에서, 용탕의 납물에 극판 지그박스(20)를 하강하여 극판 단자를 닿게 하면서 스크랩과 포스터를 주조한다.
기존의 스트랩 주조방법은, 배경에서 기술한 것과 같이, 용탕의 상단부가 공기와 접촉하면서 급냉되어, 극판 단자와 일체형으로 성형되지 못하고, 분리층 내지 박리층이 존재하게 된다.
또한, 극판 단자에 부착된 이물질, 플럭스로 제거되지 않은 이물질, 용탕에 포함된 이물질 등이 존재하여 극판 단자와 스크랩의 주조 성능이 저하되는 문제점이 지속적으로 발생하였다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 주탕이 완료된 상태에서 극판 지그박스를 하강시켜, 용탕에 극판 단자를 담는 주조방법이 아니라, 극판 지그박스가 하강하면서 주탕이 시작되는 주조방법을 개시하고자 한다.
본 발명에서 개시하고자 하는 주조방법은, 배터리 극판 단자의 하강과 주탕이 동시에 이루어져서 극판 단자의 일부 손상이 발생할 수도 있지만, 극판 단자와 스트랩이 일체형으로 주조되기를 바라며, 그로 인하여 극판 단자와 스트랩 또는 포스터의 밀착성이 우수해지고, 미세 먼지등으로 인한 단락을 예방할 수 있어서 배터리 성능과 내구성이 향상시키고자 하는 것이 주목적이다.
또한, 극판 지그박스의 하강 속도를 정밀하게 제어하면서, 구조가 간단하고, 제조원가를 낮추기 위한 방법을 창안하게 되었고, 유공압 실린더를 이용하는 방법이나 전기모터와 감속기를 이용하는 방법보다 기계식 방식으로 경사면을 구비한 캐비티(68)를 포함하는 높이조절장치(60)를 개시하고자 한다.
도 2는 배터리 셀 주조장치(100)의 위치 개념도이며, 도 3은 배터리 셀 주조장치의 정면도(A)와 측면도(B)이다.
본 발명은 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조기(100)에 있어서, 지면으로 부터 일정 높이를 유지하는 메인 프레임(70)과; 상기 메인프레임(70)에 일측면부에 거치되며, 음극판과 양극판을 적층하여 배터리 셀 단위로 압축하는 극판 압축기(20)과; 상기 극판 지그박스(20) 하단부에 위치하며, 납을 고온으로 용융시키는 용해로(11)와, 상기 용해로의 리드 펌프(12)로 압송하여 용용납으로 배터리 극판 단자와 연결되는 스트랩(8)과 포스터(6, 7)를 주조하는 스트랩 주조기(10)과; 상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)와; 상기 메인 프레임(70)의 일측면부에 부착되며, 상기 극판 지그박스(20)를 거치할 수 있는 리프트 샤프트(30)를 매개로 극판 지그박스(20)의 하강 속도를 캐비티(68)의 경사 각도로 조절하는 높이 조절장치(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조기(100)에 관한 것이다.
상기 스트랩 주조기는 극판 단자를 직렬로 연결하는 스트랩과 포스터를 주조하기 위하여, 극판 지그박스를 하강시켜, 극판 단자가 스트랩 주조기(10)에 위치한 상태에서, 스트랩과 포스터 형상의 금형이 포함한 스트랩 주조기(10)에 용융된 납물이 공급하는 주탕 작업을 수행한다.
상기 메인 프레임(70)은 지면으로부터 일정 높이를 유지하며, 스트랩 주조기(10)는 스트랩 홀더(71)에 의하여 지지되며, 극판 지그박스(20)는 샤프트(30)를 매개로 높이 조절장치(60)에 의하여 지지되며, 스크랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)도 지지하는 프레임이다.
상기 극판 지그박스(20)는 음극판과 양극판을 적층하여 배터리 셀 단위로 적층한 후, 일정한 가압을 하여 극판 간격을 일정하게 유지시키고, 배터리 셀 단위로 형성하게 한다.
본 발명의 스트랩 주조과정을 거친 후, 컨테이너에 순차적으로 삽입한 후, 상기 스트랩을 스팟용접으로 직렬 연결하고 단자를 형성시키고, 배터리 커버로 밀봉한 후, 전해액을 주입하여 배터리로 완성된다.
상기 스트랩 주조기(10)는 극판 단자들을 연결하는 스크랩(8)과 포스터(6, 7)를 주조해야 되기 때문에 극판 지그박스(20) 하단부에 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스트랩 주조기(10)는 납을 고온으로 용융시키는 용해로(11)와, 상기 용해로의 리드 펌프(12)로 압송하여 용용납으로 배터리 극판 단자와 연결되는 스트랩(8)과 포스터(6, 7)를 주조하는 금형, 온도 유지를 위한 히터, 초과는 용탕을 회수하기 위한 회수관로, 용탕 제어를 위한 밸브를 포함한다.
상기 취출 리프트(50)는 스트랩 응고이후, 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출봉에 해당되며, 유공압으로 작동되는 실린더(51)와; 상기 실린더(51)와 조인트 바(52)와 너트(53)를 매개로 체결된 베이스 플레이트(54)와; 상기 베이스 플레이트(54)와 체결되며, 스트랩 응고 이후, 스트랩 주조기(10)에서 스트랩(8)과 포스터(6, 7)를 취출하기 위한 블럭(56)과; 상기 베이스 플레이트(54)의 수직 왕복이송을 원활하기 위하여, 베이스 플레이트(54) 일측면부에 체결되어 볼 부시(58)의 가이드의 위하여 왕복이동하는 가이드 로드(57)을 포함한다.
상기 너트(53)는 베이스 플레이트(54)의 높이 조절을 위한 부재이다.
상기 실린더(51)는 전기모터 내지 서보모터로 대체될 수도 있다.
상기 샤프트(30)는 높이 조절장치(60)에 의하여 극판 지그박스(20)를 상하 이동시키는 매개체이다.
상기 샤프트(30)는 일정한 길이의 스포트(32)와; 상기 스포트(32)의 이동 방향을 가이드하는 부시(35)와 하우징(33)과; 상기 하우징(33)과 부시(35) 사이에 위치하여 극판 지그박스(20)의 충격을 흡수하기 위한 스프링(34)와; 상기 스포트(32)의 끝단부에 체결되며, 극판 지그박스(20)를 지지하는 거치대(31)과; 상기 스포트(32)의 타 끝단부에 체결되며, 높이 조절장치(60)와 접촉하는 롤러(37);을 포함한다.
상기 높이 조절장치(60)는 본 발명의 가장 핵심기술 중에 하나이다. 극판 지그박스(20)의 하강속도를 제어하기 위한 장치이며, 가이드 샤프트(67)의 일측면부에 형성된 캐비티(68)의 경사 각도로 극판 지그박스(20)의 하강속도를 제어하는 것이 특징이다.
본 발명의 주 목적은 극판 단자의 하강과 주탕이 동시에 이루어져서 극판 단자의 일부 손상이 발생하더라도 극판 단자와 스트랩이 일체형으로 주조되는 것이다
따라서, 극판 지그박스(20)의 하강속도를 초기에는 천천히, 중반이후은 하강속도 빨라져도 된다. 극판 지그박스(20)의 하강속도를 초기에 천천히 하는 이유는 극판 지그박스(20)의 하강과 동시에 주탕이 이루어져면 용탕의 높은 온도로 인하여 극판 단자의 이물질 내지 불순물이 제거되는 효과를 가지며, 이후, 극판 단자와 스크랩이 일체형으로 주조되어 전극의 체결성이 우수하기 때문이다.
상기 극판 단자와 스크랩의 단락은 배터리 제조 불량의 주요 원인이기 때문이다.
상기 높이 조절장치(60)는, 제어부 신호에 의해 작동하는 서보모터(61)와; 상기 서보모터(61)와 커플러(62)와 매개로 연결된 스포트(63)와; 상기 스포트(63)와 연결되며, 고정바(65)와 체결된 볼 스크류(64)와; 상기 볼 스트류(64)와 체결되며, 양끝단부에 가이드 샤프트(67)의 이동방향을 가이드하는 부시와, 가이드 샤프트(67) 이동거리를 제한하는 클램프(66)을 구비한 고정바(65)와; 상기 고정바(65)의 부시와 연결되며, 일측면부에 캐비티(68)를 구비한 가이드 샤프트(67)와; 상기 서보모터(61)의 끝단부와 가이드 샤프트(67)의 끝단부와 체결되는 이동플레이트(69);를 포함한다.
상기 높이 조절장치(60)는 상기 서버모터(61)가 구동하면 이동 플레이트(69)와 연결된 가이드 샤프트(67)가 수평 이동하면서 샤프트(30)가 승하강하는 구조이다.
상기 리프트 샤프트(30)를 직접 구동 방식에 비하여, 리프트 샤프트(30)를 매개로 높이 조절 장치(60)을 연동시키는 이유는, 리프트 샤프트(30)에 직렬로 연결할 공간과 장소에 제한적이며, 고장이나 A/S 측면에서 유리하기 때문이다.
상기 가이드 샤프트(67)의 캐비티(68)는 경사부(68-1)와 최저점(68-2)로 구분되는데, 상기 경사부(68-1)은 급경사와 완만한 경사의 조합으로도 가능하며, 최저점은 극판 지그박스가 최대로 하강되는 지점을 의미한다.
상기 높이조절장치(60)는 상기 리프트 샤프트(30)와 체결된 실린더로 대체될 수 도 있다.
상기 실린더는 유공압 엑추에이터, 서보모터 등을 포함한다.
상기 높이조절장치(60)는 상기 리프트 샤프트(30)와 체결된 감속기를 구비한 전기모터와 대체될 수도 있다.
본 발명의 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조 방법은, 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조 방법에 있어서, 극판 지그박스(20)를 거치하는 리프트 샤프트(30)와, 상기 리프트 샤프트(30)의 승하강 제어하는 높이 조절장치(60)로 극판 지그박스(20)를 하강하여 셋팅 위치에 대기하는 단계(P0)와; 상기 극판 지그박스 대기 단계(P0) 이후, 리드 펌프(12)를 작동시켜 스트랩 주조기(10)에 용융된 납을 주입하는 주탕 단계(P1)와; 상기 주탕 단계(P1)이후, 상기 극판 지그박스(20)의 하강속도를 상기 리프트 샤프트(30)를 매개로 캐비티 경사각도(68-1)로 컨트롤하면서 하강하는 단계(P2-1); 상기 극판 지그박스 하강 단계(P2-1) 이후, 스트랩(8)과 포스터(6, 7) 형상으로 성형 냉각되는 스트랩 응고 단계(P3)와; 상기 스트랩 응고 단계(P3)이후, 상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)의 상승과, 상기 높이 조절 장치(60)의 작동으로 극판 지그박스(20)를 상승으로 스트랩이 주조된 제품을 취출하는 단계(P4);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 주탕과정이후에, 극판단자가 하강하면, 극판 단자의 일부 손상이 발생할 수도 있다. 그러나 극판 단자에 부착된 이물질을 고온의 주탕이 제거해주는 세척효과, 선 주탕된 용탕의 급냉으로 인한 박리층 형성을 억제할 수 있어서, 극판 단자와 스트랩 또는 포스터의 밀착성이 우수해지고, 미세 먼지등으로 인한 단락을 예방할 수 있어서 배터리 성능과 내구성이 향상된다.
2: 양극판 단자, 3: 음극판 단자, 5: 배터리 셀,
6: 양극판 포스터, 7: 음극판 포스터, 8: 스트랩(STRAP),
10: 스트탭 주조기, 11: 용해로, 12: 리드 펌프,
20: 극판 지그박스,
30: 리프트 샤프트, 31: 거치대, 32: 스포트,
33: 하우징, 34: 스프링, 35: 부시,
36: 가이드, 37: 롤러,
50: 취출 리프트, 51: 실린더, 52: 조인트 바,
53: 너트, 54: 베이스 플레이트, 56: 블럭,
57: 가이드 로드, 58: 볼 부시,
60: 높이 조절장치, 61: 서보모터, 62: 커플러,
63: 스포트, 64: 볼스크류, 65: 고정바,
66: 클램프, 67: 가이드 샤프트, 68: 캐비티,
68-1: 경사부, 68-2: 최저점, 69: 이동 플레이트,
70: 메인 프레임, 71: 스트랩 주조기 홀더,
100: 배터리 셀 주조기.

Claims (4)

  1. 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조기(100)에 있어서,
    지면으로 부터 일정 높이를 유지하는 메인 프레임(70)과;
    상기 메인프레임(70)에 일측면부에 거치되며, 음극판과 양극판을 적층하여 배터리 셀 단위로 압축하는 극판 지그박스(20)과;
    상기 극판 지그박스(20) 하단부에 위치하며, 납을 고온으로 용융시키는 용해로(11)와, 상기 용해로의 리드 펌프(12)로 압송하여 용용납으로 배터리 극판 단자와 연결되는 스트랩(8)과 포스터(6, 7)를 주조하는 스트랩 주조기(10)과;
    상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)와;
    상기 메인 프레임(70)의 일측면부에 부착되며, 상기 극판 지그박스(20)를 거치할 수 있는 리프트 샤프트(30)를 매개로 극판 지그박스(20)의 하강 속도를 캐비티(68)의 경사 각도로 조절하는 높이 조절장치(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 높이조절장치(60)는,
    상기 리프트 샤프트(30)와 체결된 실린더로 대체되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 높이조절장치(60)는,
    상기 리프트 샤프트(30)와 체결된 감속기를 구비한 전기모터와 대체되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조기.
  4. 배터리 셀에 스트랩을 형성하는 주조 방법에 있어서,
    극판 지그박스(20)를 거치하는 리프트 샤프트(30)와, 상기 리프트 샤프트(30)의 승하강 제어하는 높이 조절장치(60)로 극판 지그박스(20)를 하강하여 셋팅 위치에 대기하는 단계(P0)와;
    상기 극판 지그박스 대기 단계(P0) 이후, 리드 펌프(12)를 작동시켜 스트랩 주조기(10)에 용융된 납을 주입하는 주탕 단계(P1)와;
    상기 주탕 단계(P1)중에, 상기 극판 지그박스(20)의 하강속도를 상기 리프트 샤프트(30)를 매개로 캐비티 경사각도(68-1)로 컨트롤하면서 하강하는 단계(P2-1);
    상기 극판 지그박스 하강 단계(P2-1) 이후, 스트랩(8)과 포스터(6, 7) 형상으로 성형 냉각되는 스트랩 응고 단계(P3)와;
    상기 스트랩 응고 단계(P3)이후, 상기 스트랩 주조기(10)에서 성형된 스트랩을 취출하기 위한 취출 리프트(50)의 상승과, 상기 높이 조절 장치(60)의 작동으로 극판 지그박스(20)를 상승으로 스트랩이 주조된 제품을 취출하는 단계(P4);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 주조방법.
KR1020210052949A 2021-04-23 2021-04-23 배터리 셀 주조기 및 주조방법 KR102335826B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052949A KR102335826B1 (ko) 2021-04-23 2021-04-23 배터리 셀 주조기 및 주조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052949A KR102335826B1 (ko) 2021-04-23 2021-04-23 배터리 셀 주조기 및 주조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102335826B1 true KR102335826B1 (ko) 2021-12-06

Family

ID=78901327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210052949A KR102335826B1 (ko) 2021-04-23 2021-04-23 배터리 셀 주조기 및 주조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102335826B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002063891A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd キャストオンストラップ溶接装置及びキャストオンストラップ溶接方法
JP5504622B2 (ja) * 2008-12-11 2014-05-28 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池の製造方法並びにこの製造方法で用いる鉛蓄電池用極板ストラップの鋳造方法及び鋳造装置
KR101808678B1 (ko) 2017-07-13 2017-12-14 (주)제이엔엘테크 배터리 극판 적층 반출기
KR101810842B1 (ko) 2017-07-13 2017-12-20 (주)제이엔엘테크 에이지이엠 배터리 극판 압축기
KR102068751B1 (ko) 2019-04-30 2020-01-21 (주)제이엔엘테크 배터리 플럭스 도포 및 건조장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002063891A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd キャストオンストラップ溶接装置及びキャストオンストラップ溶接方法
JP5504622B2 (ja) * 2008-12-11 2014-05-28 新神戸電機株式会社 鉛蓄電池の製造方法並びにこの製造方法で用いる鉛蓄電池用極板ストラップの鋳造方法及び鋳造装置
KR101808678B1 (ko) 2017-07-13 2017-12-14 (주)제이엔엘테크 배터리 극판 적층 반출기
KR101810842B1 (ko) 2017-07-13 2017-12-20 (주)제이엔엘테크 에이지이엠 배터리 극판 압축기
KR102068751B1 (ko) 2019-04-30 2020-01-21 (주)제이엔엘테크 배터리 플럭스 도포 및 건조장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105170937A (zh) 一种全自动压铸设备及工艺
KR102335826B1 (ko) 배터리 셀 주조기 및 주조방법
CN111055015A (zh) 一种自动焊接设备
CN114603119A (zh) 一种基于铸件生产的铸造装置及其使用方法
CN112139482B (zh) 一种铝锭生产冷却处理系统
US3395748A (en) Method and apparatus for fabricating battery connector straps
CN207222919U (zh) 一种蓄电池铸焊机
US5924471A (en) Method of fabricating lead bushings and batteries using same
CN210548008U (zh) 一种电池板栅铸板机
CN205074509U (zh) 一种全自动压铸设备
CN214023373U (zh) 一种铝棒浇注模具
JP6107835B2 (ja) 鉛蓄電池用極板群の製造方法
CN112846149A (zh) 一种全自动水冷式铸焊机
JP2004039401A (ja) 蓄電池の製造方法
CN108838348B (zh) 锂锭生产系统
CN208050901U (zh) 一种全立式半固态压铸机的送料装置
JP2006024514A (ja) ストラップ、鋳造用金型、入子、鋳造装置及び鋳造方法
CN220591531U (zh) 一种用于汽车水泵壳体的压铸模具
CN218656696U (zh) 一种摇枕铸造自动浇注装置
GB2322322A (en) Lead-acid batteries
CN108705067B (zh) 铅酸蓄电池极板群铸焊装置和方法
CN116573372B (zh) 一种锂电池成型上料系统
CN219292730U (zh) 一种金属铸造脱模下料设备
CN202894283U (zh) 一种用于铸焊机的上模架总成
CN114603122B (zh) 一种航天用高温合金铸造装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant