KR102594539B1 - 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 있어서, 상기 파우치형 전지셀이 안착되는 제 1 스테이지 및 상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착된 파우치형 전지셀을 가압하는 제 2 스테이지를 포함하고, 상기 제 1 스테이지는, 파우치형 전지셀이 안착되며, 파우치형 전지셀과 상응하는 면적으로 제 1 전극이 형성되는 안착부 및 상기 안착부의 높이를 조절하는 제 1 구동부를 포함하고, 상기 제 2 스테이지는, 상기 안착부와 마주보는 면에 형성되며, 제 2 전극이 형성되는 가압부 및 상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 제 2 구동부를 포함하여, 터미널이 없는 구조를 가지는 파우치형 전지셀을 충방전 시키는 목적으로 이용되는 가압장치를 이용하여 파우치형 전지셀을 효과적으로 밀착 및 가압시킨 상태에서 충방전을 수행하도록 하여, 보다 안전하고 효율적인 파우치형 전지셀의 충방전이 가능한 장점을 가진다.
Description
본 발명은 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 터미널이 없는 구조를 가지는 파우치형 전지셀을 안정적으로 가압 및 고정시킨 상태에서 충방전시킬 수 있는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 관한 것이다.
근래들어, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 파우치형 전지셀의 수요가 급격히 증가하고 있다.
구체적으로, 상기 파우치형 전지셀은, 그것이 이용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다.
예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구되며, 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다.
또한, 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지셀을 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다.
따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.
종래에는 파우치형 전지셀로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높고 충방전 전위가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있으며, 이러한 파우치형 전지셀은 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.
한편, 파우치형 전지셀은 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 소정의 지그에 파우치형 전지셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하게 된다.
이를 위해, 파우치형 전지셀을 완성한 후에는 파우치형 전지셀의 성능 평가 또는 활성화를 위해 파우치형 전지셀의 전극 단자들을 충방전용 지그에 거치하여 가압시키는 방법이 이용되고 있으며, 그의 연관된 기술로는 한국등록특허 제10-1488054호 “이차전지의 충방전용 지그” 및 한국등록특허 제10-1428133호 “저저항 충, 방전용 지그”와 같은, 충방전용 지그가 개발되어 있다.
그러나, 종래의 파우치형 전지셀을 충방전시키기 위한 지그의 경우, 작업자가 손으로 가압시키는 방식으로 운용되거나, 이로 인해 파우치형 전지셀에 정확한 가압력을 부여하기에 용이하지 않은 문제점이 발생되었으며, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 파우치형 전지셀을 효과적으로 고정시킴과 동시에, 작업자가 요구하는 적절한 가압력으로 파우치형 전지셀을 가압시킬 수 있는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 관한 기술개발이 절실한 실정이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 터미널이 없는 구조를 가지는 파우치형 전지셀을 안정적으로 가압 및 고정시킨 상태에서 충방전시킬 수 있는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 있어서, 상기 파우치형 전지셀이 안착되는 제 1 스테이지 및 상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착된 파우치형 전지셀을 가압하는 제 2 스테이지를 포함하고, 상기 제 1 스테이지는, 파우치형 전지셀이 안착되며, 파우치형 전지셀과 상응하는 면적으로 제 1 전극이 형성되는 안착부 및 상기 안착부의 높이를 조절하는 제 1 구동부를 포함하고, 상기 제 2 스테이지는, 상기 안착부와 마주보는 면에 형성되며, 제 2 전극이 형성되는 가압부 및 상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 제 2 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동부는, 상기 제 1 스테이지에 구비되는 제 1 구동모터; 상기 제 1 구동모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 제 1 동력기어; 상기 제 1 동력기어와 맞물려 회전하도록 구비되며, 내주면에 스크류산이 형성된 제 1 메인기어; 및 상기 제 1 메인기어의 스크류산이 치합되는 스크류산을 외주면에 형성하여, 제 1 메인기어에 삽입됨으로써 제 1 메인기어의 회전에 따라 맞물려 회전하면서 승하강되고, 상기 제1 스테이지와 결합되어 회전 방향에 따라 상기 제 1 스테이지를 승하강시키도록 구성되는 제 1 메인축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동부는, 상기 제 1 스테이지로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임에 결속되는 하우징; 상기 하우징 내부에 구비되는 제 2 구동모터; 상기 제 2 구동모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 제 2 동력기어 및 제 2 스테이지로부터 수직하게 구비되며, 나사산이 형성되는 제 2 메인축이 수용되어, 상기 제 2 동력기어와 맞물려 회전하도록 구비됨으로써 제 2 스테이지를 승하강시키는 제 2 메인기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동부와 제 2 구동부는 서로 연동되어, 상기 제 1 구동부의 동작을 통해 제 1 스테이지가 상승할 경우, 상기 제 2 구동부는 제 2 스테이지를 하강시키고, 상기 제 1 구동부의 동작을 통해 제 1 스테이지가 하강할 경우, 상기 제 1 구동부는 제 2 스테이지를 상승시키도록 동작될 수 있다.
또한, 상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 상기 제 1 구동부에 구비되는 제 1 동력기어 또는 제 1 메인기어의 회전 수를 토대로 제 1 스테이지의 상승 높이 또는 상승 속도를 검출하는 제 1 구동부 감시 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 상기 제 2 구동부에 구비되는 제 2 동력기어 또는 제 2 메인기어의 회전 수를 토대로 제 2 스테이지의 낙하 높이 또는 낙하 속도를 검출하는 제 2 구동부 감시 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 상기 제 1 스테이지와 근접한 제 2 스테이지에 추가적인 가압력을 부여하는 보조 가압부를 더 포함하고, 상기 보조 가압부는, 제 2 스테이지로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임에 결속되는 보조 가압부 하우징; 상기 보조 가압부 하우징 내부에 구비되는 보조 가압부 모터; 상기 보조 가압부 모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 보조 가압부 동력기어 및 상기 제 2 스테이지로부터 수직하게 구비되며, 상기 보조 가압부 모터와 맞물려 회전하도록 구비됨으로써 제 2 스테이지를 승하강시키는 보조 가압부 메인기어를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 모터와 보조 가압부 동력기어는, 상기 보조 가압부 하우징의 내부에서 1 개 또는 2 개 이상의 복수개로 구비되되, 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 메인기어의 둘레를 따라 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 모터와 보조 가압부 동력기어가 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 동력기어의 직경은 서로 상이하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부는, 상기 제 1 스테이지와 제 2 스테이지간의 사이 간격을 도출하는 간격감지센서를 더 포함하고, 상기 간격감지센서는, 상기 제 2 스테이지의 하방에 구비되어, 도출되는 제 1 스테이지와 제 2 스테이지간의 간격 정보를 토대로 상기 보조 가압부 모터의 동작을 제어하도록 구비될 수 있다.
본 발명은 터미널이 없는 구조를 가지는 파우치형 전지셀을 충방전 시키는 목적으로 이용되는 가압장치를 이용함으로써, 파우치형 전지셀을 효과적으로 밀착 및 가압시킨 상태에서 충방전을 수행하도록 하여, 종래의 충방전 방식보다 안전하고 효율적인 파우치형 전지셀의 충방전이 가능한 장점을 가진다.
또한, 본 발명은, 가압부가 구비된 제 2 스테이지만을 승하강시키도록 운용되는 것이 아닌, 제 1 스테이지에 구비된 안착부의 높이를 함께 승하강시킬 수 있도록 구비됨으로써, 보다 용이하게 파우치형 전지셀을 가압시켜 충방전시킬 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 제 1 구동부와 제 2 구동부의 동작을 통해 도출되는 정보를 토대로, 제 1 스테이지와 제 2 스테이지의 동작을 효율적으로 제어할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는, 간격감지센서에서 도출되는 제 1 스테이지와 제 2 스테이지간의 간격정보를 토대로, 제 2 스테이지에 추가적인 가압력을 부여하는 보조 가압부로 하여, 보다 강한 압력과 정확한 속도로 파우치 속도를 조절할 수 있는 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 저면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 자세한 구성을 보여주기 위한 측단면도이다.
도 4 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 작동예시도이다.
도 5 는 가이드가 형성된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 구동부 감시 수단과 제 2 구동부 감시 수단이 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 7 은 보조 가압부가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 8 은 보조 가압부의 구성을 자세히 보여주기 위한 예시도이다.
도 9 는 보조 가압부가 제 2 구동부와 함께 구비되는 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 간격감지센서가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 저면도이다.
도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 자세한 구성을 보여주기 위한 측단면도이다.
도 4 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 작동예시도이다.
도 5 는 가이드가 형성된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 구동부 감시 수단과 제 2 구동부 감시 수단이 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 7 은 보조 가압부가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 8 은 보조 가압부의 구성을 자세히 보여주기 위한 예시도이다.
도 9 는 보조 가압부가 제 2 구동부와 함께 구비되는 모습을 보여주기 위한 예시도이다.
도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 간격감지센서가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)에 관하여 첨부된 도면 1 내지 10 을 기초로 상세하게 설명하면서 구체적인 실시 예를 함께 살펴보도록 한다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 사시도이고, 도 2 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 저면도이며, 도 3 은 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 자세한 구성을 보여주기 위한 측단면도이고, 도 4 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 작동예시도이며, 도 5 는 가이드가 형성된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 1 내지 도 5 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)에 있어서, 상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 제 1 스테이지(100) 및 제 2 스테이지(200)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 스테이지(100)에는, 파우치형 전지셀(P)이 안착되어 충방전될 수 있다.
이를 위해, 상기 제 1 스테이지(100)는, 안착부(110) 및 제 1 구동부(120)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 안착부(110)는, 파우치형 전지셀(P)이 안착되며, 파우치형 전지셀(P)과 상응하는 면적을 가지는 제 1 전극(111)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 1 스테이지(100)에는, 제 1 전극(111)으로 하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전 시키는데 이용되는 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 수단이 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 1 구동부(120)는, 상기 제 1 스테이지(100)를 승하강 시킴으로써, 제 1 스테이지(100)에 마련되는 안착부(110)의 높이를 조절할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 구동부(120)는, 제 1 구동모터(121), 제 1 동력기어(122), 제 1 메인기어(123) 및 제 1 메인축(124)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 구동모터(121)는, 상기 제 1 스테이지(100)의 내부에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 1 동력기어(122)는, 상기 제 1 구동모터(121)로부터 동력을 제공받아 회전할 수 있다.
또한, 상기 제 1 메인기어(123)는, 상기 제 1 동력기어(122)와 맞물려 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 1 메인기어(123)의 내주면에는, 스크류산이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 메인축(124)은, 상기 제 1 메인기어(123)에 형성된 스크류 산이 치합되는 스크류산을 외주면에 형성할 수 있다.
또한, 상기 제 1 메인축(124)은, 상기 제 1 메인기어(123)를 관통하도록 삽입됨으로써, 상기 제 1 메인기어(123)의 회전에 따라 맞물려 회전하면서 승하강 운동할 수 있다.
또한, 상기 제 1 메인축(124)은, 상기 제 1 스테이지(100)와 결합됨으로써, 제 1 메인기어(123)의 회전 방향에 따라 상기 제 1 스테이지(100)를 승하강시킬 수 있다.
한편, 상기 제 1 메인축(124) 최상단의 단부에는, 제 1 스테이지(100)가 제 1 메인기어(123)로부터 전달되는 회전 동력에 의해 예기치 못하게 회전하는 문제를 방지하기 위한 제 1 베어링(125)이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 스테이지(200)는, 제 1 스테이지(100)의 상방에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 스테이지(200)는, 상기 제 1 스테이지(100)에 안착된 파우치형 전지셀(P)을 가압하며 충방전을 수행할 수 있다.
이를 위해, 상기 제 2 스테이지(200)는, 가압부(210) 및 제 2 구동부(220)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 가압부(210)는, 상기 안착부(110)와 마주보는 면에 형성되며, 파우치형 전지셀(P)의 충방전을 위한 제 2 전극(211)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 2 스테이지(200)에는, 상기 제 2 전극(211)으로 하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전 시키는데 이용되는 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 수단이 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동부(220)는, 상기 제 2 스테이지(200)의 하방에 위치한 제 1 스테이지(100)의 방향으로 제 2 스테이지(200)를 승하강 운동시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 구동부(220)는, 하우징(160), 제 2 구동모터(221), 제 2 동력기어(222), 제 2 메인기어(223) 및 제 2 메인축(224)을 포함할 수 있다.
먼저, 상기 하우징(160)은, 제 1 스테이지(100)로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임(150)에 결속될 수 있으며, 내부에 기계적 구성요소들을 장착시킬 수 있도록 소정의 공간이 형성된 박스 형상으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 수직 프레임(150)에는, 제 2 스테이지(200)의 하우징(160)과의 결합을 위한 결합홈(151)이 수직 프레임(150)의 높이 방향을 따라 형성될 수 있으며, 상기 제 2 스테이지(200)는, 상기 결합홈(151)에 끼워져 결합력을 형성할 수 있다.
여기서, 상기 수직 프레임(150)은, 수직 프레임(150)의 측방으로 결합되는 제 2 스테이지(200)의 하중을 용이하게 견디기 위해, 강한 강성과 쳐짐에 대한 저항력을 가지는 강철의 소재로 형성될 수 있으나, 상기 강철의 소재는 가장 바람직한 소재 중 하나일 뿐, 적당한 강성과 강도를 가지는 소재가 모두 이용될 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동모터(221)는, 상기 하우징(160)의 내부에서 고정되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 동력기어(222)는, 상기 제 2 구동모터(221)로부터 동력을 제공받아 회전할 수 있다.
또한, 상기 제 2 메인기어(223)는, 상기 제 2 스테이지(200)로부터 수직하게 구비되는 제 2 메인축(224)과 결합될 수 있다.
구체적으로, 제 2 메인기어(223)의 내주면에는 스크류산이 형성될 수 있으며, 제 2 메인축(224)의 외주면에는 상기 제 2 메인기어(223)의 내주면에 형성된 스크류산과 상응하는 형상의 스크류산이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 2 메인축(224)은, 상기 가압부(210)가 구비되었던 제 2 스테이지(200)의 상면과 결합될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 2 메인기어(223)가 제 2 동력기어(222)에 의해 회전력을 얻어 회전할 경우, 상기 제 2 메인기어(223)를 관통한 상태로 결합되어 있던 제 2 메인축(224)의 높낮이가 조절됨으로써, 제 2 메인축(224)과 결합된 제 2 스테이지(200)의 높낮이가 조절될 수 있다.
한편, 상기 제 2 메인축(224)이 제 2 스테이지(200)와 결합되는 제 2 메인축(224)의 단부에는, 제 2 스테이지(200)가 제 2 메인기어(223)로부터 전달되는 회전동력에 의해 예기치 못하게 회전하는 것을 방지하기 위한 제 2 베어링(225)이 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 구동부(120)와 제 2 구동부(220)는, 서로 연동되도록 구비될 수 있으며, 작동 예를 들어 상기 제 1 구동부(120)와 제 2 구동부(220)의 동작을 구체적으로 설명하자면, 먼저, 상기 제 1 구동부(120)의 동작을 통해 제 1 스테이지(100)가 상승할 경우, 상기 제 2 구동부(220)는 제 2 스테이지(200)를 하강시킬 수 있으며, 반대로, 상기 제 1 구동부(120)의 동작을 통해 제 1 스테이지(100)가 하강할 경우, 상기 제 1 구동부(120)는 제 2 스테이지(200)를 상승시키도록 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)에는 도 2 에 도시된 바와 같이, 제 1 구동부(120)와 제 2 구동부(220)의 동작을 통해 승하강 운동이 수행되는 와중, 안착부(110)와 가압부(210)가 파우치형 전지셀(P)을 확실히 고정시키고, 가압시키도록 하기 위한 승하강가이드(170)가 구비될 수 있으며, 상기 승하강가이드(170)는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 제 1 스테이지(100)의 모서리 부분에서, 제 2 스테이지(200)가 위치되는 방향으로 수직하도록 연장되는 구조를 가지도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 가압부(210)가 형성된 제 2 스테이지(200)만을 승하강시키도록 운용되는 것이 아닌, 제 1 스테이지(100)에 구비된 안착부(110)의 높이를 함께 승하강시킬 수 있도록 구비됨으로써, 보다 용이하게 파우치형 전지셀(P)을 가압시키고 고정시킨 상태에서, 파우치형 전지셀(P)을 충방전시킬 수 있는 장점을 가진다.
또한, 도 6 은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 구동부 감시 수단과 제 2 구동부 감시 수단이 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
또한, 도 6 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 제 1 구동부 감시 수단(130)과, 제 2 구동부 감시 수단(230)을 더 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 구동부 감시 수단(130)은, 상기 제 1 구동부(120)에 구비되는 제 1 동력기어(122) 또는 제 1 메인기어(123)의 회전 수를 토대로 제 1 스테이지(100)의 상승 높이 또는 상승 속도를 검출할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 구동부 감시 수단(130)은, 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 제 1 구동모터(121)가 설치되는 제 1 스테이지(100)의 내부 천장(130a)에 부착되는 방식으로 구비되거나, 상기 제 1 메인축(124)의 회전을 감지할 수 있도록, 상기 제 1 메인축(124)의 측방(130b)에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 구동부 감시 수단(230)은, 상기 제 2 구동부(220)에 구비되는 제 2 동력기어(222) 또는 제 2 메인기어(223)의 회전 수를 토대로 제 2 스테이지(200)의 낙하 높이 또는 낙하 속도를 검출할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 구동부 감시 수단(230)은, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 구동모터(221)가 설치되는 위치 하우징(160)의 내부 바닥면(230a)에 부착되는 방식으로 구비되거나, 상기 제 2 메인축(224)의 회전을 감지할 수 있도록, 상기 제 2 메인축(224)의 회전반경 측방(230b)에 구비될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 구동부 감시 수단(130)과 제 2 구동부 감시 수단(230)에 이용되는 센서는, 기어의 회전을 감지할 수 있는 각속도 센서 혹은 토크 센서 등과 같이 기어의 회전을 감지할 수 있는 회전 감지 센서가 이용될 수 있다.
한편, 상기 제 1 구동부 감시 수단(130)과 제 2 구동부 감시 수단(230)을 통해 도출된 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)의 승하강에 관한 정보는, 제 1 구동부(120)와 제 2 구동부(220)에 전달됨으로써, 제 1 구동부(120)와 제 2 구동부(220)의 동작을 제어하도록 이용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 제 1 구동부 감시 수단(130)과 제 2 구동부 감시 수단(230)을 통해 도출되는 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)가 승하강하는 높이와, 상승 및 하강의 속도와 관련된 정보들을 토대로, 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)의 동작을 효율적으로 제어할 수 있도록 운용될 수 있는 장점을 가진다.
또한, 도 7 은 보조 가압부가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이고, 도 8 은 보조 가압부의 구성을 자세히 보여주기 위한 예시도이며, 도 9 는 보조 가압부가 제 2 구동부와 함께 구비되는 모습을 보여주기 위한 예시도이고, 도 10 은 본 발명의 실시 예에 따른 간격감지센서가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 7 내지 도 10 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 상기 제 1 스테이지(100)와 맞닿는 제 2 스테이지(200)에 추가적인 가압력을 부여하는 보조 가압부(300)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 보조 가압부(300)는, 보조 가압부 하우징(310), 보조 가압부 모터(320), 보조 가압부 동력기어(330) 및 보조 가압부 메인기어(340)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 보조 가압부 하우징(310)은, 상기 제 1 스테이지(100)로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임(150)에 결속될 수 있으며, 앞서 상술된 하우징(160)과 마찬가지로, 기계적 구성요소들이 설치될 수 있도록 내부에 소정 공간이 형성된 박스의 형상으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 모터(320)는, 상기 보조 가압부 하우징(310) 내부에 고정되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 동력기어(330)는, 상기 보조 가압부 모터(320)로부터 동력을 제공받아 회전하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 메인기어(340)는, 상기 제 2 스테이지(200)로부터 수직하게 구비되는 제 2 메인축(224)과 결합될 수 있다.
구체적으로, 보조 가압부 메인기어(340)의 내주면에는 스크류산이 형성될 수 있으며, 제 2 메인축(224)의 외주면에는 앞서 상술된 바와 같이, 상기 제 2 메인기어(223) 및 보조 가압부 메인기어(340)의 내주면에 형성된 스크류산과 상응하는 형상의 스크류산이 형성될 수 있다.
한편, 상기 보조 가압부 모터(320)와 보조 가압부 동력기어(330)는, 상기 보조 가압부 하우징(310)의 내부에서 단수 또는 2 개 이상의 복수개로 구비될 수 있다.
이때, 상기 보조 가압부 모터(320)와 보조 가압부 동력기어(330)가 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 모터(320)와 보조 가압부 동력기어(330)는, 상기 보조 가압부 메인기어(340)의 둘레를 따라 일정한 간격을 가지도록 배열될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부 모터(320)와 보조 가압부 동력기어(330)가 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 동력기어(330)의 직경은 서로 상이하도록 구비될 수 있다.
이때, 상기 보조 가압부 동력기어(330)의 직경이 서로 상이하도록 구비될 경우, 상기 보조 가압부 동력기어(330)를 각각 회전시키는 보조 가압부 모터(320)는, 개별 제어되도록 운용될 수 있다.
또한, 상기 보조 가압부(300)는, 도 7 에 도시된 바와 같이, 제 2 구동부(220)의 구성을 대체한 상태로 운용될 수 있으나, 도 9 에 도시된 바와 같이, 제 2 구동부(220)와 함께 수직 프레임(150)에 결속되도록 구비되어, 제 2 메인축(224)을 함께 승하강시키는 구조로 운용될 수도 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보조 가압부(300)가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 제 2 구동부(220)뿐만이 아닌, 보조 가압부(300)가 함께 제 2 스테이지(200)를 승하강시킬 수 있도록 운용됨으로써, 보다 강한 가압력을 확보할 수 있으며, 이와 동시에 직경이 상이하도록 구비되는 보조 가압부 동력기어(330)들로 하여, 제 2 스테이지(200)가 낙하하는 속도를 보다 정밀하게 조절할 수 있는 장점을 가진다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 보조 가압부(300)는, 상기 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)간의 사이 간격을 도출하는 간격감지센서(400)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 간격감지센서(400)는, 상기 제 2 스테이지(200)의 하단 또는 제 1 스테이지(100)의 상단에 구비될 수 있다.
또한, 상기 간격감지센서(400)를 통해 도출되는 제 1 스테이지(100)와 제 2 스테이지(200)간의 간격 정보는, 상기 보조 가압부 모터(320)로 전달되어, 상기 간격 정보를 토대로 보조 가압부 모터(320)의 동작이 제어될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 보조 가압부(300)가 구비된 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)는, 단수의 동력기어로 인해 출력될 수 있는 가압력보다 큰 가압력을 제 2 스테이지(200)에 제공해줄 수 있으므로, 보다 효과적인 파우치형 전지셀(P)의 가압이 가능한 장점을 가진다.
이상으로 첨부된 도면 1 내지 10 을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치(1)를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
1 : 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
100 : 제 1 스테이지 110 : 안착부
111 : 제 1 전극 120 : 제 1 구동부
121 : 제 1 구동모터 122 : 제 1 동력기어
123 : 제 1 메인기어 124 : 제 1 메인축
125 : 제 1 베어링 130 : 제 1 구동부 감시 수단
150 : 수직 프레임 151 : 결합홈
160 : 하우징 170 : 승하강 가이드
200 : 제 2 스테이지 210 : 가압부
211 : 제 2 전극 220 : 제 2 구동부
221 : 제 2 구동모터 222 : 제 2 동력기어
223 : 제 2 메인기어 224 : 제 2 메인축
225 : 제 2 베어링 230 : 제 2 구동부 감시 수단
300 : 보조 가압부 310 : 보조 가압부 하우징
320 : 보조 가압부 모터 330 : 보조 가압부 동력기어
340 : 보조 가압부 메인기어 400 : 간격감지센서
P : 파우치형 전지셀
100 : 제 1 스테이지 110 : 안착부
111 : 제 1 전극 120 : 제 1 구동부
121 : 제 1 구동모터 122 : 제 1 동력기어
123 : 제 1 메인기어 124 : 제 1 메인축
125 : 제 1 베어링 130 : 제 1 구동부 감시 수단
150 : 수직 프레임 151 : 결합홈
160 : 하우징 170 : 승하강 가이드
200 : 제 2 스테이지 210 : 가압부
211 : 제 2 전극 220 : 제 2 구동부
221 : 제 2 구동모터 222 : 제 2 동력기어
223 : 제 2 메인기어 224 : 제 2 메인축
225 : 제 2 베어링 230 : 제 2 구동부 감시 수단
300 : 보조 가압부 310 : 보조 가압부 하우징
320 : 보조 가압부 모터 330 : 보조 가압부 동력기어
340 : 보조 가압부 메인기어 400 : 간격감지센서
P : 파우치형 전지셀
Claims (10)
- 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치에 있어서,
상기 파우치형 전지셀이 안착되는 제 1 스테이지;
상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착된 파우치형 전지셀을 가압하는 제 2 스테이지 및
상기 제 1 스테이지와 근접한 제 2 스테이지에 추가적인 가압력을 부여하는 보조 가압부를 포함하고,
상기 제 1 스테이지는,
파우치형 전지셀이 안착되며, 파우치형 전지셀과 상응하는 면적으로 제 1 전극이 형성되는 안착부 및
상기 안착부의 높이를 조절하는 제 1 구동부를 포함하고,
상기 제 2 스테이지는,
상기 안착부와 마주보는 면에 형성되며, 제 2 전극이 형성되는 가압부 및
상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 제 2 구동부를 포함하며,
상기 보조 가압부는,
제 2 스테이지로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임에 결속되는 보조 가압부 하우징;
상기 보조 가압부 하우징 내부에 구비되는 보조 가압부 모터;
상기 보조 가압부 모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 보조 가압부 동력기어 및
상기 제 2 스테이지로부터 수직하게 구비되며, 상기 보조 가압부 모터와 맞물려 회전하도록 구비됨으로써 제 2 스테이지를 승하강시키는 보조 가압부 메인기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동부는,
상기 제 1 스테이지에 구비되는 제 1 구동모터;
상기 제 1 구동모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 제 1 동력기어 및
상기 제 1 동력기어와 맞물려 회전하도록 구비되며, 내주면에 스크류산이 형성된 제 1 메인기어; 및
상기 제 1 메인기어의 스크류산이 치합되는 스크류산을 외주면에 형성하여, 제 1 메인기어에 삽입됨으로써 제 1 메인기어의 회전에 따라 맞물려 회전하면서 승하강되고, 상기 제1 스테이지와 결합되어 회전 방향에 따라 상기 제 1 스테이지를 승하강시키도록 구성되는 제 1 메인축을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 구동부는,
상기 제 1 스테이지로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임에 결속되는 하우징;
상기 하우징 내부에 구비되는 제 2 구동모터;
상기 제 2 구동모터로부터 동력을 제공받아 회전하는 제 2 동력기어 및
제 2 스테이지로부터 수직하게 구비되며, 나사산이 형성되는 제 2 메인축이 수용되어, 상기 제 2 동력기어와 맞물려 회전하도록 구비됨으로써 제 2 스테이지를 승하강시키는 제 2 메인기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구동부와 제 2 구동부는 서로 연동되어,
상기 제 1 구동부의 동작을 통해 제 1 스테이지가 상승할 경우, 상기 제 2 구동부는 제 2 스테이지를 하강시키고,
상기 제 1 구동부의 동작을 통해 제 1 스테이지가 하강할 경우, 상기 제 1 구동부는 제 2 스테이지를 상승시키도록 동작되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 2 항에 있어서,
상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는,
상기 제 1 구동부에 구비되는 제 1 동력기어 또는 제 1 메인기어의 회전 수를 토대로 제 1 스테이지의 상승 높이 또는 상승 속도를 검출하는 제 1 구동부 감시 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 3 항에 있어서,
상기 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치는,
상기 제 2 구동부에 구비되는 제 2 동력기어 또는 제 2 메인기어의 회전 수를 토대로 제 2 스테이지의 낙하 높이 또는 낙하 속도를 검출하는 제 2 구동부 감시 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 보조 가압부 모터와 보조 가압부 동력기어는,
상기 보조 가압부 하우징의 내부에서 1 개 또는 2 개 이상의 복수개로 구비되되, 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 메인기어의 둘레를 따라 일정한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 8 항에 있어서,
상기 보조 가압부 모터와 보조 가압부 동력기어가 2 개 이상의 복수개로 구비될 경우, 상기 보조 가압부 동력기어의 직경은 서로 상이하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
- 제 9 항에 있어서,
상기 보조 가압부는,
상기 제 1 스테이지와 제 2 스테이지간의 사이 간격을 도출하는 간격감지센서를 더 포함하고,
상기 간격감지센서는,
상기 제 2 스테이지의 하방에 구비되어, 도출되는 제 1 스테이지와 제 2 스테이지간의 간격 정보를 토대로 상기 보조 가압부 모터의 동작을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210038254A KR102594539B1 (ko) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210038254A KR102594539B1 (ko) | 2021-03-24 | 2021-03-24 | 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치 |
Publications (2)
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