KR102357106B1 - 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그 - Google Patents

가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 관한 것으로, 특히 가압 플레이트에 장착되어 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있도록 구성함으로써, 상기 파우치형 배터리 셀들의 가압시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 전압 전극 단자와 전류 전극 단자가 전극 단자 베이스의 동일 면상에 장착되도록 구성함으로써, 전극 단자 조립체의 구조를 단순화킬 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 관한 것이다.
본 발명인 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 이루는 구성수단은, 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼에 있어서, 파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 지지하는 지지 플레이트; 상기 장착 프레임의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 압지하여 파우치형 배터리 셀이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체를 포함하여 구성되되, 상기 파우치형 배터리 셀이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀의 전극 리드는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체와 상기 가압 플레이트에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 타측에 결합되는 지지 플레이트 사이에서 탄성적으로 압지되고, 상기 전극 단자 조립체는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스와, 상기 전극 단자 베이스의 동일 면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그{Electrode Lead Gripper for Pressure Activation Device and Pressure Jig With The Same}
본 발명은 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 관한 것으로, 특히 가압 플레이트에 장착되어 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있도록 구성함으로써, 상기 파우치형 배터리 셀들의 가압시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 전압 전극 단자와 전류 전극 단자가 전극 단자 베이스의 동일 면상에 장착되도록 구성함으로써, 전극 단자 조립체의 구조를 단순화시킬 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 관한 것이다.
최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속하게 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 배터리에 대한 수요가 점차 증대되고 있으며, 특히 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 급속도로 확산되면서 이에 따른 배터리의 소형화, 박형화의 요구가 날로 증대되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 최근 가장 많은 관심을 갖고 있는 것이 에너지밀도가 높은 리튬 이차 배터리이다.
리튬 이차 배터리는 수명이 길고 용량이 크다는 장점을 가지고 있어, 최근 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있는데, 상기한 리튬 이차 배터리는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 배터리와 리튬 이온 배터리 및 고분자 고체 배터리를 사용하는 리튬 폴리머 배터리 등이 있다. 또한, 리튬 이차 배터리는 전극 조립체를 밀봉하는 외장재의 종류에 따라 각형 캔이 사용되는 각형 배터리, 원통형 캔이 사용되는 원통형 배터리 및 파우치가 사용되는 파우치형 배터리로 구분된다.
이중, 파우치형 배터리는 단위 중량 및 체적 당 에너지밀도가 보다 높고 배터리의 박형화 및 경량화가 가능할 뿐 아니라 외장재로서의 재료비가 적게 드는 등 유리한 점이 많아 최근 그 개발이 활발하게 진행 중에 있다.
이러한 파우치형 배터리의 제조방법은 우선, 양극판 및 음극판을 제조하고, 이들 사이에 세퍼레이터를 개재한 후 적층하여 전극 조립체를 제작한다. 상기와 같이 제작된 전극 조립체는 파우치 케이스에 내장되고, 상기 전극 조립체에는 전극 리드가 전기적으로 연결되며, 상기 전극 리드는 상기 파우치 케이스 외측으로 돌출되도록 형성된다. 상기 파우치 케이스에 전극 조립체를 내장한 후에는 파우치의 내부로 전해액을 주입시켜 전극 조립체에 전해액이 함침되도록 한다. 상기와 같이 전해액이 주입되면, 파우치의 가장자리를 열융착에 의해 접합시켜 파우치를 밀봉하게 된다.
상기와 같이 조립이 완료된 파우치형 배터리는 파우치 내부에 충진된 전해액이 고르게 퍼지도록 하기 위하여 파우치를 가압하여 활성화시키는 가압 활성화 공정(프리-포메이션(pre-formation)공정), 배터리를 안정화시키기 위한 에이징(Aging) 공정 및 배터리를 활성화하기 위한 충방전 공정(포메이션(formation) 공정)을 수행받게 된다.
상기 파우치형 배터리 셀의 경우, 파우치 케이스 내부에 전해액이 채워질 때, 즉, 전해액 함침 시, 파우치 케이스 내부에 전해액이 채워지면, 파우치 케이스가 볼록하게 될 수 있다. 파우치 케이스 내부에 전해액이 고르게 분포되어야 파우치형 배터리 셀의 용량이 커질 수 있어, 파우치 케이스 내부에 충진된 전해액이 고르게 퍼지도록 파우치 케이스를 일정한 온도로 가압하는 공정이 요구되며, 이를 위해 파우치형 배터리 셀을 가압하여 활성화시키기 위한 가압 활성화 장치가 사용된다.
종래의 일반적인 가압 활성화 장치는 파우치형 배터리 셀에 대한 가압 공정만 수행하고, 이후, 별도의 추가 공정을 통해 파우치형 배터리 셀들에 대한 충방전 및 전압 측정이 수행되는 바, 공정 효율이 떨어지는 문제가 발생한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2017-0068145호(이하, "선행기술문헌"이라 함)는 배터리 셀들 내부의 전해액 함침 효율을 높일 수 있고 상기 배터리 셀들의 가압 시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있는 가압 트레이를 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술문헌은 가압부를 이용하여 각각의 배터리 셀의 가압 시 각각의 배터리 셀의 전극 리드와 접촉할 수 있는 접촉 단자부를 가압부에 구비한다고만 개시하고 있을 뿐, 가압부에 대한 효율적인 결합 및 배치 구조, 배터리 셀의 전극 리드에 대한 효율적인 접촉 및 압지 구조, 배터리 셀의 충방전 및 전압 측정을 위한 전류 전극단자와 전압 전극단자의 배치 및 구성에 대하여 구체적으로 제시하지 못하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0068145호(공개일자 : 2017년 06월 19일, 발명의 명칭 : 가압 트레이)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 가압 플레이트에 장착되어 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있도록 구성함으로써, 상기 파우치형 배터리 셀들의 가압시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 전압 전극 단자와 전류 전극 단자가 전극 단자 베이스의 동일 면상에 장착되도록 구성함으로써, 전극 단자 조립체의 구조를 단순화시킬 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전극 단자 베이스에 전압 단자 압입홈과 전류 단자 압입홈을 인접하여 분리 형성한 후, 여기에 전압 전극 단자와 전류 전극 단자를 압입하여 전극 단자 조립체를 형성함으로써, 전극 단자 조립체의 제조를 위한 시간, 노력 및 비용을 절감할 수 있고, 구조가 단순함에 따라 유지 보수를 위한 시간, 노력 및 비용 역시 절감할 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있는 그립퍼 가이드를 장착 프레임의 상측과 하측에 각각 구비함으로써, 가압 플레이트가 가압되어 슬라이딩되는 과정에서 현재 장착 위치를 이탈하지 않고 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 장착 프레임이 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 장착하고, 그립퍼 가이드에 삽입 배치되는 그립퍼 가이드 레일을 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 수평 이동할 수 있도록 구동함으로써, 가압 플레이트에서의 장착 프레임의 장착 위치를 조정할 수 있고, 이를 통해 다양한 사이즈의 파우치형 배터리 셀에 대해 충방전 및 전압 측정을 포함한 가압 활성화 공정을 수행할 수 있도록 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 이루는 구성수단은, 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼에 있어서, 파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 지지하는 지지 플레이트; 상기 장착 프레임의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 압지하여 파우치형 배터리 셀이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체를 포함하여 구성되되, 상기 파우치형 배터리 셀이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀의 전극 리드는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체와 상기 가압 플레이트에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 타측에 결합되는 지지 플레이트 사이에서 탄성적으로 압지되고, 상기 전극 단자 조립체는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스와, 상기 전극 단자 베이스의 동일 면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자는 상기 전극 단자 베이스에 압입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장착 프레임의 상측 및 하측에는 각각 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있도록 하는 그립퍼 가이드가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 장착 프레임은 상기 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되되, 상기 그립퍼 가이드 레일이 구동됨에 따라 상기 가압 플레이트에 장착되는 위치가 조정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명인 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그를 이루는 구성 수단은, 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그에 있어서, 파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트 및 상기 가압 플레이트에 장착되어 가압 플레이트에 의해 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 클램핑하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 포함하여 구성되되, 상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼는, 파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임; 상기 장착 프레임의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 지지하는 지지 플레이트; 상기 장착 프레임의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 압지하여 파우치형 배터리 셀이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체를 포함하여 구성되되, 상기 파우치형 배터리 셀이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀의 전극 리드는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체와 상기 가압 플레이트에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 타측에 결합되는 지지 플레이트 사이에서 탄성적으로 압지되고, 상기 전극 단자 조립체는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스와, 상기 전극 단자 베이스의 동일 측면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 및 해결 수단을 가지는 본 발명인 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 의하면, 가압 플레이트에 장착되어 한 쌍의 가압 플레이트 사이에 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 압지할 수 있도록 구성하기 때문에, 상기 파우치형 배터리 셀들의 가압시 충방전 및 전압 측정을 동시에 수행할 수 있도록 하고, 전압 전극 단자와 전류 전극 단자가 전극 단자 베이스의 동일 면상에 장착되도록 구성하기 때문에, 전극 단자 조립체의 구조를 단순화시킬 수 있도록 하는 장점이 발생된다.
또한, 본 발명에 의하면, 전극 단자 베이스에 전압 단자 압입홈과 전류 단자 압입홈을 인접하여 분리 형성한 후, 여기에 전압 전극 단자와 전류 전극 단자를 압입하여 전극 단자 조립체를 형성하기 때문에, 전극 단자 조립체의 제조를 위한 시간, 노력 및 비용을 절감할 수 있고, 구조가 단순함에 따라 유지 보수를 위한 시간, 노력 및 비용 역시 절감할 수 있도록 하는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명에 의하면, 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있는 그립퍼 가이드를 장착 프레임의 상측과 하측에 각각 구비하기 때문에, 가압 플레이트가 가압되어 슬라이딩되는 과정에서 현재 장착 위치를 이탈하지 않고 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록 하며, 이를 통해 파우치형 배터리 셀의 전극 리드와의 접촉 불량 및 오류를 방지할 수 있는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명에 의하면, 장착 프레임이 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 장착하고, 그립퍼 가이드에 삽입 배치되는 그립퍼 가이드 레일을 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 수평 이동할 수 있도록 구성하기 때문에, 가압 플레이트에서의 장착 프레임의 장착 위치를 조정할 수 있고, 이를 통해 다양한 사이즈의 파우치형 배터리 셀에 대해 충방전 및 전압 측정을 포함한 가압 활성화 공정을 수행할 수 있도록 하는 장점이 발생된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그를 구비한 가압 활성화 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 A - A' 단면도이다.
도 3은 도 1의 B - B' 단면도이다.
도 4는 도 3의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼의 배면측을 바라본 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼의 분리 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구성하는 전극 단자 조립체의 구성과 제작 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼의 파우치형 배터리 셀 사이즈에 따라 위치 조정을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼 및 이를 구비한 가압 지그에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지는 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 동작 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 동작이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 도 1 내지 도 4에 도시된 발명이 적용되는 가압 활성화 장치(100)에 포함되고, 더 구체적으로 가압 활성화 장치(100)를 구성하는 가압 지그(60)의 가압 플레이에 장착되어 한 쌍의 가압 플레이트 사이에서 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드와 전기적으로 연결하여 파우치형 배터리 셀에 대한 충방전 및 전압 측정이 가능하도록 한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 다양한 구조 및 기술적 특징으로 구성될 수 있는 다양한 가압 활성화 장치에 포함될 수 있고, 더 나아가 다양한 구조 및 기술적 특징으로 구성될 수 있는 다양한 가압 지그에 구비될 수 있고, 도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 그립퍼(50) 및 이를 구비하는 가압 지그를 포함하는 가압 활성화 장치(100)를 보여주고 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 그립퍼(50) 및 이를 구비하는 가압 지그를 포함하는 가압 활성화 장치에 대한 기본적인 구성 및 동작에 대해 살펴보면 다음과 같다.
상기 가압 활성화 장치(100)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 파우치형 배터리 셀(1)이 탑재 장착되는 본체(70)와, 각각의 파우치형 배터리 셀(1) 계면에 개재되는 가압 지그(60)와, 가압 지그(60) 사이에 배치되어 파우치형 배터리 셀(1)을 떠받치는 간지(71)와, 가압 지그(60)를 이동시켜 파우치형 배터리 셀(1)이 가압되도록 하는 가압 지그 구동수단(80)으로 구성되며, 이는 해당 분야에서 기본적으로 널리 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고 본 발명에 필요한 정도만 개략적으로 설명한다.
상기 본체(70)는 상기 가압 활성화 장치(100)의 외관을 형성하며, 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)들을 수용할 수 있는 구조를 가진다. 이러한 상기 본체(70)는 기본적으로 하부 프레임, 상부 프레임, 이 하부 및 상부 프레임을 연결하여 견고한 형태를 구성하기 위하여 양 측에 배치되는 한 쌍의 연결 프레임을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 복수 개의 가압 지그(60)들은 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)들의 전후면을 마주하게 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)들 사이에 배치될 수 있도록 상기 본체(70)에 구비될 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)들의 전극 리드(5)들은 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 지그(60)의 가압 방향)에 수직한 상기 복수 개의 가압 지그(60)의 측면 방향을 따라 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에 적용되는 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드들(5)은 상기 복수 개의 가압 지그(60) 사이에서 측면 방향(가압 방향에 대해 수직한 측방향)을 따라 돌출되게 배치될 수 있다.
상기 가압 지그 구동 수단(80)은 상기 복수 개의 가압 지그(60)들이 상기 복수 개의 파우치형 배터리 셀(1)의 면 방향에 따른 전후면을 가압할 수 있도록 상기 복수 개의 가압 지그(60)를 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 방향)을 따라 슬라이딩시킬 수 있다.
이를 위하여, 상기 가압 지그 구동 수단(80)은 구동원(81), 구동 플레이트(83), 구동 샤프트(85) 및 지그 가이드 레일(87)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 구동 플레이트(83)는 상기 복수 개의 가압 지그(60)의 일측에서 최외곽에 배치되는 가압 지그(60)를 마주 하게 상기 본체(70)에 구비될 수 있다.
상기 구동 샤프트(85)는 상기 구동 플레이트(83)에 연결되고, 상기 복수 개의 가압 지그(600)를 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 방향)으로 슬라이딩시킬 수 있도록, 상기 구동원(81)의 구동에 따라 상기 구동 플레이트(83)를 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 방향)을 따라 슬라이딩시킬 수 있다.
상기 지그 가이드 레일(87)은 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 방향)을 따라, 상기 본체(70)의 한 쌍의 연결 프레임 사이에 고정 배치될 수 있다. 상기 지그 가이드 레일(87)은 상기 복수 개의 가압 지그(60) 및 상기 구동 플레이트(83)와 연결되어, 상기 복수 개의 가압 지그(60) 및 상기 구동 플레이트(83)의 슬라이딩을 가이드할 수 있다. 후술하겠지만, 상기 지그 가이드 레일(87)에 의해 슬라이딩 가이드되기 위하여, 상기 가압 지그(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 지그 가이드(63)를 구비한다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시되지 않았지만, 상기 본체(70)에는 상기 지그 가이드 레일(87)과 별도로 그립퍼 가이드 레일(도 9에서 도면 부호 89로 표기됨)이 설치된다. 즉, 본 발명에 적용되는 가압 활성화 장치(100)에는 부가적으로 그립퍼 가이드 레일(89)이 설치될 수 있고, 구체적으로 상기 그립퍼 가이드 레일(89)은 상기 지그 가이드 레일(87)과 동일 유사하게 상기 본체(70)의 전후 방향을 따라 상기 본체(70)의 한 쌍의 연결 프레임 사이에 설치된다.
상기 그립퍼 가이드 레일(89)은 후술하는 본 발명에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)에 구비되는 지그 가이드(도 5에서 도면 부호 63으로 표기됨)를 슬라이딩 가이드하여, 상기 가압 지그(60)의 가압 방향으로의 슬라이딩 이동에 따라, 본 발명에 따른 전극 리드 그립퍼(50) 역시 이탈하지 않고 안정적으로 슬라이딩 이동될 수 있도록 한다. 다만, 본 발에 채택되는 상기 그립퍼 가이드 레일(89)은 상기 지그 가이드 레일(87)과 달리 고정 설치되는 것이 아니라, 상기 가압 방향에 수직인 가압 지그(60)의 측방향으로 이동 가능하게 설치된다. 이와 같은 상기 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일(89)과 지그 가이드(63)를 구비한 전극 리드 그립퍼(50)의 동작에 대해서는 다시 설명하겠다.
이와 같이 구성되는 상기 가압 활성화 장치(100)의 개략적인 동작에 대해 살펴보면, 상기 본체(70)에 일정간격으로 배열된 가압 지그(60) 사이에 파우치형 배터리 셀(1)을 삽입하고, 삽입된 파우치형 배터리 셀(1)이 가압 지그(60) 사이에 개입된 간지(71)에 의해 지지되도록 한다.
상기와 같이 파우치형 배터리 셀(1)을 삽입한 상태에서 상기 가압 지그 구동수단(80)에 의해 상기 가압 지그(60)가 상기 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하도록 한 다음, 상기 가압 지그(60)에 설치된 히팅 패드(도 5에서 도면 부호 62로 표기됨)를 동작시켜 상기 파우치형 배터리 셀(1)을 가압한 상태에서 고온을 인가하며, 이때 상기 가압 지그(60)와 함께 이동된 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)와 탄성적으로 맞대어진다. 즉, 상기 가압 지그(60)가 상기 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하기 위해 이동하게 되면, 상기 가압 지그(60)에 설치된 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50) 역시 함께 이동되어 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)와 탄성적으로 맞대어진다.
이상에서 개략적으로 설명한 가압 활성 장치(100)에는 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)가 포함될 수 있고, 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상기 가압 지그(60)를 구성하는 가압 플레이트(61)의 양측에 각각 설치되어, 상기 가압 지그(60)가 가압됨에 따라 상기 가압 플레이트(61)에 의해 이동되며, 이 가압 과정을 통해 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 탄성적으로 압지하여 상기 파우치형 배터리 셀(1)이 충방전될 수 있도록 하고 전압을 측정할 수 있도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)의 배면측을 바라본 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼의 분리 사시도이다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상기 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하는 상기 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10), 상기 장착 프레임(10)의 타측에 결합되어 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 지지하는 지지 플레이트(20) 및 상기 장착 프레임(10)의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀(10)의 전극 리드(5)를 압지하여 파우치형 배터리 셀(10)이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체(30)를 포함하여 구성된다.
상기 장착 프레임(10)은 상기 가압 플레이트(61)에 장착될 수 있다면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 다만, 상기 가압 플레이트(61)에 장착 및 해체를 용이하게 하기 위하여, 상기 장착 프레임(10)은 상기 가압 플레이트(61)의 측방향에서 끼워질 수 있는 형태를 가지는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 본 발명에 적용되는 상기 장착 프레임(10)은 일방향으로 관통된 사각 프레임 형태를 가지도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 장착 프레임(10)은 하측을 구성하는 하부 장착 블록(11), 상측을 구성하는 상부 장착 블록(13), 상기 하부 장착 블록(11)과 상부 장착 블록(13)의 일측을 수직 방향으로 연결하는 일측 장착 플레이트(15) 및 상기 하부 장착 블록(11)과 상부 장착 블록(13)의 타측을 수직 방향으로 연결하되, 상기 일측 장착 플레이트(15)에 대향 배치되는 타측 장착 플레이트(17)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 장착 프레임(10)은 관통된 사각 프레임 형태를 가지기 때문에 상기 가압 플레이트(61)의 측방향에서 끼워져서 상기 가압 플레이트(61)에 끼워진 상태로 장착될 수 있다. 이와 같은 형태를 가지기 때문에, 본 발명인 전극 리드 그립퍼(50)를 상기 가압 지그(60)에 결합하기 위한 별도의 결합 구조를 취하지 않아도 된다는 장점이 발생한다. 물론, 상기 장착 프레임(10)이 상기 가압 플레이트(61)의 길이 방향으로 이동될 수 있기 때문에, 상술한 그립퍼 가이드 레일(89)에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있는 그립퍼 가이드(43)를 상기 장착 프레임(10)에 부가할 수 있다.
상기 구조를 가지는 장착 프레임(10)은 상기 가압 플레이트(61)에 끼워진 상태로 장착되기 때문에, 상기 일측 장착 플레이트(15)는 일측 방향으로 인접한 다른 가압 플레이트를 향하고, 상기 타측 장착 플레이트(17)는 타측 방향으로 인접한 다른 가압 플레이트를 향한다.
상기 장착 프레임(10)의 타측에는 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 지지하는 지지 플레이트(20)가 결합된다. 즉, 상기 장착 프레임(10)의 타측 장착 플레이트(17)에 상기 지지 플레이트(20)가 결합 장착된다. 그런데, 구조를 단순화시키기 위하여 경우에 따라서는, 상기 타측 장착 프레이트(17)가 상기 지지 플레이트(20)의 역할을 수행할 수 있다.
상기 지지 플레이트(20)는 상기 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(50)가 탄성적으로 지지될 수 있도록 하기 위하여, 상기 장착 프레임(10)의 타측 장착 플레이트(17)에 탄성적으로 결합되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 지지 플레이트(20)는 상기 타측 장착 플레이트(17)와 사이에 탄성 부재(미도시)를 개재하여 상기 타측 장착 플레이트(17)에 탄성적으로 결합될 수 있다. 한편, 상기 타측 장착 플레이트(17)를 상기 지지 플레이트(20)로 적용하는 경우, 상기 타측 장착 플레이트(17)는 상기 하부 장착 블록(11)과 상부 장착 블록(13)의 각 타측에 탄성적으로 결합되는 것이 바람직하다.
상기 장착 프레임(10)의 일측에는 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 압지하여 파우치형 배터리 셀(1)이 충방전되도록 하고 전압 측정을 할 수 있도록 하는 전극 단자 조립체(30)가 결합된다. 즉, 상기 장착 프레임(10)의 일측 장착 플레이트(15)에 상기 전극 단자 조립체(30)가 결합 장착된다.
이와 같이 구성되는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 단독으로 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 클램핑하는 것이 아니라, 인접 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트(61)에 각각 장착되는 한 쌍의 전극 리드 그립퍼(50)에 의해 클램핑된다.
구체적으로, 상기 파우치형 배터리 셀(1)이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트(61)에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)는 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10)의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체(30)와 상기 가압 플레이트(61)에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10)의 타측에 결합되는 지지 플레이트(20) 사이에서 탄성적으로 압지된다.
상기 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)가 인접하는 전극 리드 그립퍼(50)에 의해 탄성적으로 압지된 상태에서 충방전을 수행할 수 있고 전압을 측정할 수 있다. 이를 위하여, 상기 전극 단자 조립체(50)는 전압 전극 단자(33)와 전류 전극 단자(35)를 구비해야 한다. 그런데, 본 발명에 따른 상기 전극 단자 조립체(50)는 구조적으로 매우 단순하고 제조가 용이하며 유지보수에 대한 장점이 있는 구성을 가지도록 채택 적용한다.
이를 위하여, 본 발명에 적용되는 상기 전극 단자 조립체(30)는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스(31)와, 상기 전극 단자 베이스(31)의 동일 면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)를 포함하여 구성된다.
상기 전극 단자 베이스(31)는 절연 재질의 다양한 기재를 채택 적용할 수 있다. 상기 전압 전극 단자(33) 및 상기 전류 전극 단자(35)는 다양한 방법으로 상기 전극 단자 베이스(31)에 결합 장착되되, 상호 겹쳐져서 배치 형성되거나, 상호 다른 측면에 따로 배치 형성되지 않고, 동일 면상에 장착되되, 전기적으로 단락이 되지 않도록 공간적으로 분리되어 장착된다.
상기 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)가 장착되는 상기 전극 단자 베이스(31)의 면의 영역 중, 상기 전류 전극 단자(35)가 대부분의 영역을 차지하는 것이 바람직하다. 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 충방전을 위한 접촉 오류 또는 불량을 방지하고 충방전 효율을 향상시키기 위하여 전류 전극 단자의 접촉 면적을 증가시킬 필요가 있다.
한편, 상기 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)는 상기 전극 단자 베이스(31)에 압입되어 형성되는 것이 바람직하다. 즉 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 전극 단자 베이스(31)에 전압 전극 단자(33)를 위한 전압 단자 압입홈(34)과 상기 전류 전극 단자(35)를 위한 전류 단자 압입홈(36)을 형성한 후, 상기 전압 전극 단자(33)는 상기 전압 단자 압입홈(34)에 압입하여 장착하고, 상기 전류 전극 단자(35)는 상기 전류 단자 압입홈(36)에 압입하여 장착한다. 이와 같이 압입을 통하여 상기 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)를 상기 전극 단자 베이스(31)에 장착 형성하기 때문에, 전극 단자 조립체(30)의 제조 및 유지보수를 위한 시간, 노력 및 비용을 절감할 수 있다. 한편, 상기 압입을 통한 상기 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)의 견고한 장착을 위하여, 상기 전극 단자 베이스(31)는 PCB의 재질인 FR4를 채택 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 스페이서(40)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 스페이서(40)는 상기 장착 프레임(10)의 일측 장착 플레이트(15)와 상기 전극 단자 조립체(30) 사이에 개재되어 결합된다.
상기 스페이서(40)는 상기 장착 프레임(10)에 대한 상기 전극 단자 조립체(30)의 돌출 정도를 가변 또는 조정하기 위하여 채택 적용한다. 본 발명에 따라 적용되는 파우치형 배터리 셀(1)은 다양한 용량을 가질 수 있고, 이에 따라 다양한 두께를 가질 수 있다. 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 두께에 따라 상기 파우치형 배터리 셀(1)이 가압 지그(60)에 의해 가압된 상태에서 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)와 상기 가압 플레이트(61)에 장착되는 전극 리드 그립퍼(50)의 전극 단자 조립체(30) 사이의 거리 역시 가변된다.
이와 같이, 다양한 용량을 가지는 다양한 파우치형 배터리 셀(1)에 대한 가압 활성화 공정을 수행할 때, 전극 리드(5)와 전극 조립체(30) 사이의 접촉성 보장을 위하여 상기 전극 조립체(30)의 돌출 정도(길이)가 가변 또는 조정될 필요가 있고, 이를 위하여 본 발명에 따른 전극 리드 그립퍼(50)는 상기 일측 장착 플레이트(15)와 상기 전극 단자 조립체(30) 사이에 개재되어 결합되는 상기 스페이서(40)를 구비한다.
한편, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상술한 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일(도 9에서 도면 부호 89로 표기됨)에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있는 그립퍼 가이드(43)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 상기 장착 프레임(10)의 상측 및 하측에는 각각 가압 활성화 장치(100)에 설치되는 그립퍼 가이드 레일(89)에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있도록 하는 그립퍼 가이드(43)가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 그립퍼 가이드 레일(89)은 상술한 바와 같이, 상기 가압 활성화 장치(100)에 설치되는데, 구체적으로, 본체(70)에 설치되는 지그 가이드 레일(87)과 동일 유사하게 상기 본체(70)의 전후 방향(가압 방향)으로 설치된다. 상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상기 가압 플레이트(61)에 끼워진 상태로 장착되되, 상기 그립퍼 가이드(43)가 상기 그립퍼 가이드 레일(89)에 끼워져서 가이드될 수 있도록 장착된다.
따라서, 상기 가압 플레이트(61)들이 가압 방향으로 가압되면, 상기 가압 플레이트(61)들은 지그 가이드(도 5에서 도면 부호 63으로 표기됨)가 상기 지그 가이드 레일(87)에 의해 슬라이딩 가이드되어 가압 이동될 수 있고, 상기 각각의 가압 플레이트(61)에 장착된 상기 전극 리드 그립퍼(50)들 역시 상기 가압 플레이트(61)의 가압 이동에 따라 가압 방향으로 이동하되, 상기 그립퍼 가이드(43)가 상기 그립퍼 가이드 레일(89)에 의해 슬라이딩 가이드되면서 이동될 수 있다. 따라서, 가압 플레이트(61)가 가압되어 슬라이딩되는 과정에서 현재 장착 위치를 이탈하지 않고 안정적으로 슬라이딩될 수 있도록 하며, 이를 통해 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)와의 접촉 불량 및 오류를 방지할 수 있다.
상기 그립퍼 가이드(43)는 상기 그립퍼 가이드 레일(89)에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있는 구조이면 다양한 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 그립퍼 가이드(43)는 상기 그립퍼 가이드 레일(89)이 관통 배치될 수 있는 그립퍼 가이드 홀(44)을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 비슷하게, 상기 지그 가이드(63) 역시 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 지그 가이드 레일(87)이 관통 배치될 수 있는 지그 가이드 홀(64)을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구조를 통하여 가압 플레이트(61)가 가압되는 경우 가압 플레이트(61)는 안정적으로 슬라이딩 이동될 수 있고, 전극 리드 그립퍼(50) 역시 이탈하지 않고 안정적으로 슬라이딩 이동될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 다양한 사이즈의 파우치형 배터리 셀(1)에 대해 대응할 수 있도록 상기 가압 플레이트(61)에 장착된 상태에서 가압 플레이트(61)의 길이 방향, 즉 가압 플레이트(61)의 측방향(파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)의 배치 방향)으로 이동 가능하게 장착되고, 이동을 가능하게 하기 위하여 상기 그립퍼 가이드(63)를 가이드하는 그립퍼 가이드 레일(89)은 가압 플레이트(61)의 측방향으로 수평하게 이동 가능하게 구동되는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따른 상기 장착 프레임(10)은 상기 가압 플레이트(61)의 길이 방향(도 9에서 좌우 방향(화살표 방향))을 따라 이동 가능하게 장착되되, 상기 그립퍼 가이드 레일(89)이 구동됨에 따라 상기 가압 플레이트(61)에 장착되는 위치가 조정된다. 결과적으로, 각각의 사이즈에 대응한 가압 활성화 장비를 구비할 필요 없이, 하나의 가압 활성화 장비에서 간단한 동작만을 통해서, 다양한 사이즈의 파우치형 배터리 셀(1)에 대한 가압 활성화 공정을 수행할 수 있는 큰 장점이 발생한다.
좀 더, 구체적으로 설명하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 현재의 전극 리드 그립퍼(50)의 장착 위치에서 새롭게 가압 활성화 공정을 수행하기 위해 가압 플레이트(61) 사이에 장착된 파우치형 배터리 셀(1)에 대해 바로 가압 활성화 공정을 수행할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 작은 사이즈의 파우치형 배터리 셀(1)이 장착된 결과, 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)가 전극 리드 그립퍼(50)에 의해 압지될 수 없는 상태가 발생할 수 있다. 참고로 본 발명에 적용되는 파우치형 배터리 셀(1)은 파우치(3) 내에 전극 조립체(2)가 내장되고, 파우치 테두리(4)의 양측을 통해 각각 한 쌍의 전극 리드(양의 전극 리드와 음의 전극 리드)가 하나씩 돌출된다.
도 9의 상태에서, 상기 가압 플레이트(61)의 양측에 각각 장착되는 전극 리드 그립퍼(50)는 각각 내측, 즉 파우치형 배터리 셀(1)이 장착된 방향으로 수평이동되어 각각 인접하는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드(50)에 압지될 수 있는 위치까지 이동된다. 이를 위하여, 상기 전극 리드 그립퍼(50)의 그립퍼 가이드(43)에 삽입 장착되는 상기 그립퍼 가이드 레일(89)이 수평하게 내측으로 이동되도록 구동한다. 상기 그립퍼 가이드 레일(89)의 수평 방향(가압 플레이트의 길이 방향)으로의 이동은 가압 활성화 장치(100)에 설치되는 별도의 그립퍼 가이드 레일 구동 수단(미도시)에 의해 가능해질 수 있다.
이와 같은 동작이 가능하도록, 본 발명에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상기 가압 플레이트(61)에 고정 장착되는 것이 아니라, 반드시 상기 가압 플레이트(61)에 끼워진 상태로 이동 가능하게 장착되며, 가압 슬라이딩 과정에서 이탈되지 않도록 장착될 필요가 있다. 즉, 상기 장착 프레임은 상기 가압 플레이트(61)에 끼워진 상태로 고정되지 않은 상태로 장착되고, 상기 그립퍼 가이드(43)는 상기 그립퍼 가이드 레일(89)에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있도록 결합된다.
이와 같이, 상기 장착 프레임(10)이 상기 가압 플레이트(61)의 길이 방향을 따라 이동 가능하도록 장착하고, 상기 그립퍼 가이드(43)에 삽입 배치되는 그립퍼 가이드 레일(89)을 가압 플레이트(61)의 길이 방향을 따라 수평 이동할 수 있도록 구성하기 때문에, 가압 플레이트(61)에서의 장착 프레임(10)의 장착 위치를 조정할 수 있고, 이를 통해 다양한 사이즈의 파우치형 배터리 셀(1)에 대해 충방전 및 전압 측정을 포함한 가압 활성화 공정을 수행할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 도 5에 도시된 바와 같이, 가압 지그(60)에 구비된다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 가압 지그(60)의 가압 플레이트(61)의 양측에 끼워져서 장착된다.
본 발명에 적용되는 가압 지그(60)는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)를 구비한다. 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그(60)는 도 5에 도시된 바와 같이, 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하는 가압 플레이트(61) 및 상기 가압 플레이트(61)에 장착되어 가압 플레이트(61)에 의해 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 탄성적으로 클램핑하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)를 포함하여 구성된다.
상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는 상술한 구성 및 동작이 적용된다. 즉, 가압 지그(60)를 구성하는 상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)는, 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하는 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10), 상기 장착 프레임(10)의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)를 지지하는 지지 플레이트(20), 상기 장착 프레임(10)의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(50)를 압지하여 파우치형 배터리 셀(1)이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체(30)를 포함하여 구성되되, 상기 파우치형 배터리 셀(1)이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트(61)에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀(1)의 전극 리드(5)는 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10)의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체(30)와 상기 가압 플레이트(61)에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트(61)에 장착되는 장착 프레임(10)의 타측에 결합되는 지지 플레이트(20) 사이에서 탄성적으로 압지되고, 상기 전극 단자 조립체(30)는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스(31)와, 상기 전극 단자 베이스(31)의 동일 측면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자(33) 및 전류 전극 단자(35)를 포함하여 구성된다.
이와 같은, 상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼(50)의 구성 및 동작 이외의 구체적인 구성 및 동작에 대한 설명은 상술한 구성 및 동작을 따르기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그(60)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 가압 플레이트(61)를 구비하고, 상기 가압 플레이트(61)의 양측에 각각 상술한 전극 리드 그립퍼(50)를 구비한다.
상기 가압 플레이트(61)는 가압 활성화 공정을 수행받는 파우치형 배터리 셀(1)을 가압하는 동작을 수행하고, 또한 파우치형 배터리 셀(1)이 일정한 온도에서 가압 활성화 공정을 수행받을 수 있도록 한다. 이를 위하여, 상기 가압 플레이트(61)의 양측면 중, 일측면에는 히팅 패드(62)가 부착 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 가압 지그(60)는 상기 가압 플레이트(61)의 양측에 일체 또는 장탈착 가능하게 결합되는 지그 가이드(63)를 구비한다. 상기 지그 가이드(63)는 상술한 바와 같이, 상기 가압 플레이트(61)가 가압되어 슬라이딩되는 과정에서 상기 지그 가이드 레일(87)에 의해 가이드되어 안정적으로 이동될 수 있도록 한다. 상기 지그 가이드(63)에는 상기 지그 가이드 레일(87)이 관통 배치될 수 있도록 지그 가이드 홀(64)이 형성된다.
한편, 상기 가압 플레이트(61)의 상부에는 셀 진입 가이드(65)가 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 가압 활성화 장비(100)를 통해 가압 활성화 공정을 수행받을 상기 파우치형 배터리 셀(1)은 픽앤플레이스에 의하여 상기 가압 플레이트(61)의 상측으로부터 인입된다. 이 과정에서, 상기 셀 진입 가이드(65)는 상기 파우치형 배터리 셀(1)이 상기 가압 플레이트(61)들 사이로 안정적으로 진입하여 장착될 수 있도록 가이드할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 파우치형 배터리 셀 2 : 전극 조립체
3 : 파우치 4 : 파우치 테두리
5 : 전극 리드 10 : 장착 프레임
11 : 하부 장착 블록 13 : 상부 장착 블록
15 : 일측 장착 플레이트 17 : 타측 장착 플레이트
20 : 지지 플레이트 30 : 전극 단자 조립체
31 : 전극 단자 베이스 33 : 전압 전극 단자
34 : 전압 단자 압입홈 35 : 전류 전극 단자
36 : 전류 단자 압입홈 40 : 스페이서
43 : 그립퍼 가이드 44 : 그립퍼 가이드 홀
50 : 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼
60 : 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그
61 : 가압 플레이트 62 : 히팅 패드
63 : 지그 가이드 64 : 지그 가이드 홀
65 : 셀 진입 가이드 70 : 본체
71 : 간지 80 : 가압 지그 구동수단
81 : 구동원 83 : 구동 플레이트
85 : 구동 샤프트 87 : 지그 가이드 레일
89 : 그립퍼 가이드 레일 100 : 가압 활성화 장치

Claims (5)

  1. 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼에 있어서,
    파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트에 장착되되, 상기 가압 플레이트의 측방향에서 끼워져서 상기 가압 플레이트에 끼워진 상태로 장착되는 장착 프레임;
    상기 장착 프레임의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 지지하는 지지 플레이트;
    상기 장착 프레임의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 압지하여 파우치형 배터리 셀이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체를 포함하여 구성되되,
    상기 파우치형 배터리 셀이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀의 전극 리드는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체와 상기 가압 플레이트에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 타측에 결합되는 지지 플레이트 사이에서 탄성적으로 압지되고,
    상기 전극 단자 조립체는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스와, 상기 전극 단자 베이스의 동일 면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자는 상기 전극 단자 베이스에 압입되어 형성되는 것을 특징으로 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 장착 프레임의 상측 및 하측에는 각각 가압 활성화 장치에 설치되는 그립퍼 가이드 레일에 의해 슬라이딩 가이드될 수 있도록 하는 그립퍼 가이드가 구비되는 것을 특징으로 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 장착 프레임은 상기 가압 플레이트의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 장착되되, 상기 그립퍼 가이드 레일이 구동됨에 따라 상기 가압 플레이트에 장착되는 위치가 조정되는 것을 특징으로 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼.
  5. 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그에 있어서,
    파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트 및 상기 가압 플레이트에 장착되어 가압 플레이트에 의해 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 탄성적으로 클램핑하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 포함하여 구성되되,
    상기 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼는,
    파우치형 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트에 장착되되, 상기 가압 플레이트의 측방향에서 끼워져서 상기 가압 플레이트에 끼워진 상태로 장착되는 장착 프레임;
    상기 장착 프레임의 타측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 지지하는 지지 플레이트;
    상기 장착 프레임의 일측에 결합되어, 가압되는 파우치형 배터리 셀의 전극 리드를 압지하여 파우치형 배터리 셀이 충방전되도록 하는 전극 단자 조립체를 포함하여 구성되되,
    상기 파우치형 배터리 셀이 인접하는 한 쌍의 가압 플레이트에 의해 가압된 상태에서, 상기 파우치형 배터리 셀의 전극 리드는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 일측에 결합되는 전극 단자 조립체와 상기 가압 플레이트에 인접하여 대향 배치되는 가압 플레이트에 장착되는 장착 프레임의 타측에 결합되는 지지 플레이트 사이에서 탄성적으로 압지되고,
    상기 전극 단자 조립체는 절연 재질로 형성되는 전극 단자 베이스와, 상기 전극 단자 베이스의 동일 측면상에 상호 전기적으로 분리되어 장착되는 전압 전극 단자 및 전류 전극 단자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가압 활성화 장치용 전극 리드 그립퍼를 구비한 가압 지그.
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