KR102611509B1 - 보호 구조가 구비된 배터리 운반 트레이 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 생산라인에서 공정간 이송시 또는 제품출하시 사용되는 배터리 운반 트레이에 관한 것으로, 특히 수용된 상태에서 배터리의 취약한 부분이 보호될 수 있는 배터리 운반 트레이에 관한 것이다. 상기 배터리 운반 트레이는, 박스형의 외곽 프레임와 그 내부에 대칭적으로 장착되는 한쌍의 슬롯형 실장부를 포함하는 배터리 운반 트레이로서, 배터리 운반 트레이의 안쪽을 내측으로 하고 바깥쪽을 외측으로 할 때, 상기 실장부는 배터리의 셀 측단이 삽입 지지되는 복수의 제1 슬롯과 배터리의 탭 용접부가 삽입 지지되는 복수의 제2 슬롯이 구비되는 인서트; 및 배터리의 셀 하단 단부측이 안착되는 안착부가 구비되는 인서트 베이스;를 포함하고, 상기 인서트는 일정한 간격을 두고 병렬 배치됨으로써 그 사이에서 상기 제1 슬롯을 형성하는 복수의 핀; 각각의 핀 외측 단부에서 형성되며, 인접한 핀에 형성된 것과의 사이에서 상기 제2 슬롯을 형성하는 윙 플랜지; 및 상기 복수의 핀이 지지되는 수평 기저부;를 포함하고, 상기 윙 플랜지의 측단은 상부 및 하부가 제2 슬롯의 안쪽 공간을 향해 볼록하고 중간부는 오목하여 전체적으로 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

보호 구조가 구비된 배터리 운반 트레이{BATTERY CARRYING TRAY PROVIDED WITH PROTECTING STRUCTURE}
본 발명은 생산라인에서 공정간 이송시 또는 제품출하시 사용되는 배터리 운반 트레이에 관한 것으로, 특히 수용된 상태에서 배터리의 취약한 부분이 보호될 수 있는 배터리 운반 트레이에 관한 것이다. 상기 트레이가 적용되는 배터리는 특히 파우치 셀형 2차 전지를 의미한다.
최근 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 보조 배터리 등의 IT 제품을 비롯하여, 하이브리드 전기 자동차 또는 전력 저장장치(ESS; Energy Storage System) 등의 다양한 제품에서 리튬이온이 양극과 음극 사이를 이동하며 전기를 생성하는 파우치 셀형 2차 전지가 널리 사용되고 있다.
도 1은 전형적인 파우치 셀형 2차 전지(10)의 구조도를 나타내며, 통상적으로 전력이 저장되는 셀(11), 셀을 둘러싸는 파우치(12) 및 충방전을 위한 전극 리드(13)로 구성된다. 셀(11)의 두께는 8~15t로 상대적으로 두껍고, 전극 리드(13)가 셀(11) 주연에 용접되어 탭 용접부(14)를 형성한다. 탭 용접부(14)는 주변의 파우치(12) 두께보다는 두껍게 된다. 통상적으로 상기 파우치 셀형 2차 전지(이하, '배터리'로 약칭 함)(10)는 충방전을 위한 리드의 형성 방향에 따라 양쪽 방향으로 형성된 도 1에 도시된 양방향 배터리 외에, 일방향으로 형성된 단방향 배터리로 구분될 수 있다. 또한 상기 배터리는 두께, 폭 및 리드 높이와 같은 제품 규격에 따라 다양한 형태로 제작되며, 제한된 공간에서 복수개가 전기적으로 연결되어 사용될 수 있도록 박형으로 제작되는 것이 일반적이다.
종래 상기 배터리의 생산라인에서는 공정간 이송시 또는 완제품 출하시 배터리를 수납하여 안전하게 운반하기 위한 수단으로서, 박형의 배터리를 다량으로 직립 수용할 수 있는 배터리 운반 트레이가 사용되고 있다. 일반적으로 배터리 운반 트레이는 외곽 프레임과 그 내부에 대칭적으로 장착되는 한쌍의 슬롯형 실장부로 구성되며, 한쌍의 슬롯형 실장부 사이에 복수의 배터리가 병렬로 배치 수용된다. 이 경우, 배터리가 트레이에 수용된 상태에서, 배터리 좌우 양 단부측을 구성하는 셀(11) 본체 중 일부, 탭 용접부(14) 및 파우치(12) 측부 및 하부 일부는 실장부에 구비된 슬롯 등에 삽입되어 지지되는 형태가 일반적이다.
이러한 슬롯형 실장부를 갖는 배터리 운반 트레이에 있어서, 공정 중 발생하는 접촉이나 진동으로 인해 트레이의 슬롯에 삽입 지지되는 배터리의 특정 부분들이 손상되어 제품 불량이 발생되는 경우가 빈번하다. 대표적으로, 탭 용접부(14)는 트레이의 슬롯에 삽입되어 지지되는 부분 중 하나임에도 불구하고 본질적으로 주변 파우치보다는 두껍고 용접부로서 구조적으로 취약하기 때문에, 배터리 제조 공정 중 진동 흔들림에 의해 트레이 부품 요소와의 접촉 충격 등으로 인해 손상될 가능성이 증가되는 문제가 있다. 또한 셀(11) 본체는 배터리(10)에서 가장 두꺼운 부분이고 상대적으로 단단한 부분이지만 충격에 취약하기 때문에, 셀(11) 본체의 측단이 슬롯에 수용된 상태에서 진동 흔들림에 의해 손상되는 경우 제품 불량의 직접적인 원인이 되는 문제가 있다. 또한 셀(11)의 아래쪽 코너부는 직각 형상을 갖기 때문에 접촉에 특히 취약하고, 배터리를 트레이 안팎으로 탈장착하는 과정에서 반복적인 마찰에 의해 손상될 가능성이 커지거나 또는 배터리 제조 공정 중 셀(11)이 팽창하는 공정에서 셀(11) 코너부가 트레이 부품 요소와의 접촉 압력이 커짐에 따라 손상될 가능성도 증가되는 문제가 있다.
한편 본 출원인이 출원한 대한민국 등록특허 제10-1839120호, 대한민국 등록특허 제10-2094854호 및 대한민국 공개특허 제 10-2021-0007271호 등은 상기한 슬롯형 실장부를 갖는 배터리 운반 트레이의 다양한 예들을 개시하고 있으나, 해당 특허들은 슬롯형 실장부를 외곽 프레임에 대해 조립형으로 제작하여 트레이 부품 요소에 대한 별도 제작이나 교체 없이도 다양한 규격의 배터리 실장 및 운반에 적용될 수 있는 것에 대해 개시하고 있을 뿐이며, 상술한 셀(11)의 아래쪽 코너부, 탭 용접부(14) 및 셀(11) 본체 등과 같이 접촉이나 진동에 특히 취약한 배터리(10)의 특정 부분을 보호할 수 있는 설계에 있어서는 여전히 부족하고 개선이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1839120호 대한민국 등록특허 제10-2094854호 대한민국 공개특허 제 10-2021-0007271호
본 발명은, 배터리가 트레이에 수용된 상태에서, 배터리 성능에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분들, 즉 탭 용접부, 셀 본체 및 셀의 아래쪽 코너부 등이 공정 중 발생하는 접촉이나 진동으로 인해 손상되는 것을 방지하는 보호 구조가 구비된 배터리 운반 트레이를 제공하는 것이다.
상기 해결과제와 관련된 본 발명의 요지는 청구범위에 기재된 것과 동일한 아래의 내용이다.
본 발명에 따른 배터리 운반 트레이는, 박스형의 외곽 프레임와 그 내부에 대칭적으로 장착되는 한쌍의 슬롯형 실장부를 포함하는 배터리 운반 트레이로서, 배터리 운반 트레이의 안쪽을 내측으로 하고 바깥쪽을 외측으로 할 때, 상기 실장부는 배터리의 셀 측단이 삽입 지지되는 복수의 제1 슬롯과 배터리의 탭 용접부가 삽입 지지되는 복수의 제2 슬롯이 구비되는 인서트; 및 배터리의 셀 하단 단부측이 안착되는 안착부가 구비되는 인서트 베이스;를 포함하고, 상기 인서트는 일정한 간격을 두고 병렬 배치됨으로써 그 사이에서 상기 제1 슬롯을 형성하는 복수의 핀; 각각의 핀 외측 단부에서 형성되며, 인접한 핀에 형성된 것과의 사이에서 상기 제2 슬롯을 형성하는 윙 플랜지; 및 상기 복수의 핀이 지지되는 수평 기저부;를 포함하고, 상기 윙 플랜지의 측단은 상부 및 하부가 제2 슬롯의 안쪽 공간을 향해 볼록하고 중간부는 오목하여 전체적으로 웨이브 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 핀은 제1 슬롯의 안쪽 공간을 향해 형성되는 볼록부가 구비될 수 있다.
상기 볼록부는 내측을 향해 낮아지도록 기울기를 갖는 것일 수 있다.
상기 안착부의 외측 측단은 상기 인서트의 핀 내측 단부까지 진입거리가 제한되고 상기 안착부의 상면은 상기 수평 기저부의 상면보다 높게 위치하는 것과 동시에, 상기 윙 플랜지의 하단은 내측으로 절곡된 것일 수 있다.
상기 핀의 내측 하단에는 외측으로 경사진 경사부가 구비된 것일 수 있다.
상기 인서트와 상기 인서트 베이스는 스냅 핏 형태로 조립되는 것일 수 있다.
본 발명의 배터리 운반 트레이에 따르면, 배터리 실장부를 구성하는 인서트 및 인서트 베이스를 조립 구조로 하는 것과 동시에 배터리 접촉 부분에 관련된 각각의 형상 요소를 제어하는 것에 의해, 기본적으로 탭 용접부 또는 셀 본체가 수용 상태에서 유동하는 것을 최소화하고 접촉이 회피되거나 국부적으로 인가되는 응력을 최소화하거나, 또는 선택적으로 셀 코너부에 대한 직접적인 접촉이 회피되도록 함으로써, 해당 배터리 성능에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분들이 공정 중 발생하는 접촉이나 진동으로 인해 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 배터리 불량을 절감시킬 수 있다.
도1은 일반적인 파우치 셀형 이차 전지의 구조도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 운반 트레이의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 운반 트레이의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯형 실장부를 구성하는 인서트에 관한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯형 실장부를 구성하는 인서트 베이스에 관한 도면.
도 6은 상기 인서트 및 인서트 베이스 간 조립 방식에 관한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 슬롯형 실장부에 배터리가 수용된 상태를 나타낸 도면.
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인서트의 형상과 이러한 인서트를 포함한 슬롯형 실장부에 배터리가 수용된 상태를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 슬롯형 실장부에 배터리가 수용된 상태를 나타낸 도면.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였으며, 또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은, 배터리(10)가 트레이(30)에 수용된 상태에서, 배터리(10) 성능에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분들이 공정 중 발생하는 접촉이나 진동으로 인해 손상되는 것을 방지하는 보호 구조가 구비된 배터리 운반 트레이(30)에 관계된다. 본 발명에 따른 배터리 운반 트레이(30)에 수용되는 배터리(10)의 구조는 앞서 도 1에 도시된 것을 예정한다.
이 경우, 상기 배터리(10) 성능에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분들은 특히 트레이(30)의 슬롯에 삽입 지지되는 부분이며, 기본적으로 탭 용접부(14)를 포함하고, 선택적으로 셀(11) 및 셀(11)의 아래쪽 코너부(이하, '셀 코너부(112)'로 약칭함)를 포함한다. 따라서 본 발명에 따른 배터리 운반 트레이(30)의 보호 구조는 기본적으로 탭 용접부(14)에 관계되며, 선택적으로 셀(11) 본체 및 셀 코너부(112)에 관계된다.
이하에서는 본 발명에 따른 배터리 운반 트레이(30)의 전체 구조를 개략적으로 설명한 후, 배터리(10) 주요 부분에 대한 보호 구조와 관련하여 순차적으로 설명한다. 아래 설명에서 편의상, 트레이(30)의 안쪽을 '내측'으로 하고 바깥쪽을 '외측'으로 하여 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 운반 트레이(30)(이하, '트레이(30)'로 약칭함)의 사시도 및 분해 사시도를 각각 나타낸다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯형 실장부(320)를 구성하는 인서트(322)에 관한 도면으로서, (a) 트레이(30) 내측에서 바라본 정면도, (b) 트레이(30) 외측에서 바라본 배면도, 및 (c) 측면도를 각각 나타낸다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬롯형 실장부(320)를 구성하는 인서트 베이스(324)에 관한 도면으로서, (a) 평면도 및 (b) 저면 사시도를 각각 나타낸다. 도 6은 상기 인서트(322) 및 인서트 베이스(324) 간 조립 방식에 관한 도면을 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조할 때, 상기 트레이(30)는 박스형의 외곽 프레임(310); 그 내부에 대칭적으로 장착되는 한쌍의 슬롯형 실장부(320);를 포함한다. 상기 트레이(30)는 큰 사이즈의 배터리(10) 중간 부분이 자중에 의해 휨응력을 받아 손상되는 것을 방지할 목적으로 한쌍의 실장부(320) 사이에 제공되는 센터 베이스(326)를 더 포함할 수 있다. 한쌍의 슬롯형 실장부(320)는 체결부재(330)에 의해 와곽 프레임(310)의 바닥면에 장홈(312)을 따라 슬라이딩 가능하게 결합된다.
상기 외곽 프레임(310)은 경질 플라스틱 수지재로 이루어져 배터리(10)가 슬롯형 실장부(320)에 수용되는 영역을 외부와 공간적으로 구획하고, 슬롯형 실장부(320)에 배터리(10)를 인출 및 장착할 수 있도록 상부가 개방되는 한편, 그 내부에 수용되는 제반 부품 요소들에 대한 조립, 분해, 규격 조절 등을 위해 측벽 중 적어도 일부가 개방된 구조이다.
도 4 내지 6을 참조할 때, 상기 한쌍의 슬롯형 실장부(320) 각각은 인서트(322); 및 인서트 베이스(324);를 포함하고, 실시예에 따르면 양자가 조립된 구조이다. 인서트(322)와 인서트 베이스(324) 간 어셈블리(320)는 외곽 프레임(310) 내부에서 양 측부에 대칭적으로 제공되며, 상호간에 소정의 간격을 갖도록 배치된 상태에서 수용될 배터리(10)의 크기에 따라 바닥면에 제공된 장홈(312)을 따라 체결부재(330)에 의해 슬라이딩 가능하게 고정된다.
도 4의 상기 인서트(322)는 복수의 핀(3222); 윙 플랜지(3221); 및 수평 기저부(3223)를 포함해 구성된다. 수평 기저부(3223)는 인서트(322)를 구성하는 지지부 역할을 하며 체결부재(330)에 의해 외곽 프레임(310)에 고정되는 부분이다. 수평 기저부(3223)에는 체결부재(330)가 결합되는 위치에 복수의 체결공(3226)이 형성되며, 체결부재(330)는 체결공(3226)을 통과해 장홈(312)에 결합된다. 복수의 핀(3222)은 수평 기저부(3223)의 상면에서 일정한 간격를 두고 병렬 배치되는 형태로 상방으로 연장되는 형상 요소이고, 인접한 핀(3222) 사이의 공간이 배터리(10)의 셀(11) 측단이 삽입 지지되는 제1 슬롯(3224)으로 제공된다. 윙 플랜지(3221)는 각각의 핀(3222)에서 일측 단부, 즉 외측 단부에서 좌우 대칭 방향으로 연장되는 형상 요소이고, 인접한 윙 플랜지(3221) 사이의 공간이 배터리(10)의 탭 용접부(14)가 삽입되는 제2 슬롯(3225)으로 제공된다. 셀(11) 본체는 제1 슬롯(3224)에 수용되고, 셀(11) 본체는 가장자리 부분은 핀(3222)의 측벽 및 윙 플랜지(3221)의 내측벽에 의해 접촉 지지된다.
도 5의 상기 인서트 베이스(324)에는 도 1 배터리(10)의 셀(11) 하단 단부측이 안착되는 안착부(3242)가 구비된다. 인서트 베이스(324)의 안착부(3242)는 슬릿(3241)에 의해 소정 간격으로 구획되며, 슬릿(3241)에 의한 구획 간격은 인서트(322) 핀(3222) 간 배치 간격과 동일하다. 슬릿(3241)에는 배터리(10) 하단의 파우치(12) 부분 중 일부가 십입 지지되며, 슬릿(3241)은 상기 제1 슬롯(3224) 및 제2 슬롯(3225)과 나란히 정렬된다. 한편 인서트 베이스(324)의 안착부(3242) 중 일부에는 체결부재(330)가 결합되는 위치에 대응되어 체결홈(3246)이 구비된다.
도 6을 참조할 때, 본 발명은 상기 한쌍의 실장부(320)를 구성하는 인서트(322)와 인서트 베이스(324)를 조립식으로 구현하는 것을 특징으로 한다. 인서트(322)와 인서트 베이스(324) 간 스냅 핏 방식의 조립을 위해, 인서트(322)의 내측에는 스냅 홈(3228)이 구비되고, 인서트 베이스(324) 외측에는 스냅 돌기(3248)가 마련된다. 이러한 인서트(322)와 인서트 베이스(324) 간 조립 방식의 슬롯형 실장부(320)를 구현하는 것에 의해, 종래 슬롯형 슬장부를 단일 사출물로 구현하는 경우에 있어서 상하 금형의 코어 설계가 제한되는 등 사출 제조 공정상의 한계로 인해 수반되는 문제가 효과적으로 해소될 수 있다.
예컨대, 조립식으로 설계하여 인서트(322)와 인서트 베이스(324)를 별도 부품 요소로 제작하는 경우, 수납되는 배터리(10)의 중요 부분으로서 후술하는 바와 같이 셀 코너부(112), 탭 용접부(14) 및 셀(11) 본체가 손상되지 않도록 제1 슬롯(3224), 제2 슬롯(3225)을 구성하는 인서트(322)의 핀(3222) 및 윙 플랜지(3221)이나 인서트 베이스(324)의 안착부(3242)와 같은 형상 요소에 대한 설계를 자유롭게 할 수 있고, 인서트(322)와 인서트 베이스(324) 간 형상 요소에 대한 별도의 설계 없이 양자간 상하 조립 방향에 따른 조립 단차, 즉 인서트 베이스(324)의 안착부(3242) 저면이 인서트(322)의 수평 기저부(3223) 상면에 조립되도록 하면 이에 따라 발생하는 조립 단차만으로도 후술하는 바와 같이 제1 슬롯(3224) 아래쪽에 자연스럽게 공동(3229)을 형성함으로써 셀 코너부(112)에 대한 접촉 회피가 더욱 용이해질 수 있다.
도 3을 참조할 때, 상기 체결부재(330)는 상기 장홈(312)의 상부 및 하부 각각의 방향에서 조립되는 볼트(332) 및 너트(334)로 이루어지며, 볼트(332)는 트레이(30) 상부 방향에서 도입되어 한쌍의 실장부(320) 및 인서트 베이스(324)를 외곽 프레임(310)에 고정한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 슬롯형 실장부(320)에 배터리(10)가 수용된 상태를 나타낸 또 다른 도면으로서, (a) 트레이(30) 외측에서 바라본 정면도, (b) 상면도를 각각 나타낸다.
도 7을 참조할 때, 본 발명의 특징은 취약한 탭 용접부(14)에 대한 보호 구조로서, 이러한 보호 구조는 상기 슬롯형 실장부(320)의 형상 요소에 대한 또 다른 개선에 관계된다. 배터리(10)의 탭 용접부(14)는 트레이(30)의 슬롯에 삽입되어 지지되는 부분 중 하나이고, 본 발명에서는 슬롯형 실장부(320)의 제2 슬롯(3225)에 삽입 지지되는 것을 예정한다.
이 경우 상기 탭 용접부(14)를 보호하기 위해, 제2 슬롯(3225)의 형상을 탭 용접부(14)의 단면 형상에 대체로 일치하도록 하되 윙 플랜지(3221) 표면과 소정의 간격이 발생토록 하여 탭 용접부(14)가 윙 플랜지(3221) 표면에 직접적으로 접촉하는 것을 방지한다. 즉, 제2 슬롯(3225)의 형상을 탭 용접부(14)의 단면 형상에 일치시키기 위해, 상기 윙 플랜지(3221)의 측단은 상부(3221a) 및 하부(3221c)가 제2 슬롯(3225)의 안쪽 공간을 향해 볼록하고 중간부(3221b)는 상대적으로 오목하여 전체적으로 웨이브 형상을 갖도록 한다. 이에 따라 수용된 상태에서 탭 용접부(14)가 공정 중 발생하는 외부 진동으로부터 최소한의 영향을 받도록 하고, 탭 용접부(14) 주위로 인가되는 국부적인 접촉 응력을 최소화하고, 또한 수용된 탭 용접부(14)가 제2 슬롯(3225)으로부터 상방향으로 쉽게 이탈되는 것을 방지하게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 (a) 인서트(322)의 형상과 (b) 이러한 인서트(322)를 포함한 슬롯형 실장부(320)에 배터리(10)가 수용된 상태를 나타낸 도면을 나타낸다. 참고적으로, 도 8의 (a)에서 인서트(322)의 핀(3222) 하나만이 도시되어 있고, 도 8의 (b)에서 슬롯형 실장부(320)를 구성하는 인서트 베이스(324)는 생략되었다.
도 8을 참조할 때, 본 발명의 다른 특징은 셀(11) 본체에 대한 보호 구조로서, 이러한 보호 구조는 앞서와 마찬가지로 상기 슬롯형 실장부(320)의 형상 요소에 대한 또 다른 개선에 관계된다. 셀(11) 본체는 배터리(10)에서 가장 두꺼운 부분이고 상대적으로 단단한 부분이지만 충격에 특히 취약하며, 본 발명에서는 슬롯형 실장부(320)의 제1 슬롯(3224)에 삽입 지지되는 것을 예정한다. 즉 셀(11) 본체의 측단은 외부 이탈이 방지될 수 있도록 윙 플랜지(3221)의 내측면에 접촉 지지되고, 셀(11) 본체의 측단 쪽 양 측면은 좌우 유동이 방지될 수 있도록 핀(3222)의 내측벽에 접촉 지지되고, 셀(11) 본체의 저면은 안착부(3242)에 놓여지는 것을 예정한다.
이 경우 상기 셀(11) 본체 보호를 위해, 제1 슬롯(3224)의 폭(핀(3222) 사이의 폭)을 셀(11) 본체의 두께와 대체로 일치시켜 셀(11) 본체의 좌우 유동을 최소화함과 동시에 셀(11) 본체 약 측면에서의 접촉 면적을 최소화한다. 즉, 상기 핀(3222)에는 제1 슬롯(3224)의 안쪽 공간을 향해 형성되는 볼록부(32222)가 구비되도록 한다. 이러한 볼록부(32222)는 셀(11) 본체가 수용되는 제1 슬롯(3224)의 간극을 조절함으로써 셀(11) 본체가 수용된 상태에서 좌우로 유동하는 것을 최소화함과 동시에, 셀(11) 본체 표면에 대한 접촉 면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 선택적으로, 상기 볼록부(32222)는 내측을 향해 낮아지도록 기울기를 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라 셀(11) 본체가 제1 슬롯(3224) 내에서 유동하더라도 볼록부(32222)의 날카로운 모서리에 짓눌려져 손상되는 것이 방지될 수 있다.
이러한 셀(11) 본체 보호를 위한 볼록부(32222)에 관한 구성은 상기한 탭 용접부(14)의 보호에도 관계된다. 즉 셀(11) 본체가 볼록부(32222)에 의해 제1 슬롯(3224) 내에서 최소한으로 유동됨으로써, 탭 용접부(14)도 제2 슬롯(3225) 내에서 유동 및 윙 플랜지(3221)와의 접촉이 억제됨으로써 그 손상 가능성이 감소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따란 슬롯형 실장부(320)에 배터리(10)가 수용된 상태를 나타낸 도면으로서, (a) 사시도, (b) 측면도를 각각 나타낸다. 도 9에서 배터리(10)가 수용된 상태에서 슬롯형 실장부(320)를 구성하는 인서트(322) 및 인서트 베이스(324)와의 접촉 상태를 명확히 나타내기 위해 도면 앞쪽에 위치하는 핀(3222)은 일부 생략하거나 투명하게 도시하였다.
도 9를 참조할 때, 본 발명의 특징 중 하나는 취약한 셀 코너부(112)에 대한 보호 구조로서, 이러한 보호 구조는 상기 슬롯형 실장부(320)의 형상 요소에 대한 개선에 관계된다. 이 경우, 셀 코너부(112)에 대한 보호 구조는 셀 코너부(112)의 '저부'(112a)와 '측부'(112b)에 대한 보호 구조로 구분될 수 있으며, 본 발명은 이들 보호 구조 중 적어도 하나를 포함한다.
구체적으로, 상기 셀 코너부(112)의 '저부'(112a) 보호를 위해 상기 인서트 베이스(324)의 안착부(3242)는 상기 인서트(322)의 핀(3222) 내측 단부까지 진입거리가 제한되고, 상기 안착부(3242)의 상면은 상기 수평 기저부(3223)의 상면보다 높게 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라 제1 슬롯(3224)의 하부에는 핀(3222)의 측벽, 윙 플랜지(3221)의 내측벽 및 안착부(3242)의 외측벽에 의해 사방이 구획되고 수평 기저부(3223)가 바닥부를 형성하고 상방이 개방된 형태의 공동(3229)이 형성되며, 해당 공동(3229)을 향해 수용된 셀 코너부(112)의 저부(112a)가 노출되어 트레이(30) 부품 요소와 셀 코너부(112) 저부 간 직접적인 접촉이 회피됨으로써, 공정 수행 중 셀 코너부(112)의 저부(112a)가 접촉 손상되는 것을 방지하게 된다.
한편 셀 코너부(112) 보호를 위해 상기 인서트 베이스(324)의 안착부(3242)가 상기 인서트(322) 핀(3222) 내측 단부까지 진입거리가 제한되는 경우, 제1 슬롯(3224)에 수용되는 셀(11) 본체 저면에 대한 안착부(3242) 면 요소가 감소되어 수용 안정성이 떨어질 수 있다. 이러한 이유로, 본 발명에서는 진입거리 제한의 목적을 훼손시키지 않는 범위에서 제1 슬롯(3224) 내에서 안착부(3242)의 면 요소를 확보하기 위해 상기 핀(3222)의 내측 하단에는 외측으로 경사진 경사부(32224)가 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라 셀 코너부(112) 저부(112a)에 대한 접촉이 회피되면서도, 셀(11) 본체 저면이 안착부(3242)에 충분한 착지 면적을 갖고 안착됨으로써 수용 안정성이 동시에 확보된다.
또한 상기 셀 코너부(112)의 '측부'(112b)에 대한 보호를 위해 상기 윙 플랜지(3221)의 하단(3221d)은 내측으로 절곡된다. 이에 따라 수용된 셀 코너부(112)의 측부(112b)는 윙 플랜지(3221)와의 직접적인 접촉이 회피됨으로써, 공정 수행 중 셀 코너부(112)의 측부가 접촉 손상되는 것을 방지하게 된다. 즉 제1 슬롯(3224)에 수용된 상태에서, 셀(11) 본체의 측부(112b) 대부분은 윙 플랜지(3221) 내측으로 밀착됨으로써 트레이(30) 외측으로 이탈이 충분히 방지될 수 있으며, 윙 플랜지(3221)의 하단(3221d)이 내측으로 절곡되는 것에 의해 셀 코너부(112)의 측부(112b), 즉 셀(11) 본체의 측부 하단은 윙 플랜지(3221) 내측과의 접촉이 회피된다.
이상과 같이 본 발명의 배터리 운반 트레이(30)에 따르면, 배터리(10) 실장부(320)를 구성하는 인서트(322) 및 인서트 베이스(324)를 조립 구조로 하는 것과 동시에 배터리(10) 접촉 부분에 관련된 각각의 형상 요소를 제어하는 것에 의해, 기본적으로 탭 용접부(14) 및 셀(11) 본체가 수용 상태에서 유동하는 것을 최소화하고 접촉이 회피되거나 국부적으로 인가되는 응력을 최소화하거나, 또는 선택적으로 셀 코너부(112)에 대한 직접적인 접촉이 회피되도록 함으로써, 해당 배터리(10) 성능에 직접적인 영향을 주는 중요한 부분들이 공정 중 발생하는 접촉이나 진동으로 인해 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 배터리(10) 불량을 절감시킬 수 있다.
이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항으로서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 하며, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
10: 배터리(파우치형 2차 전지)
11: 셀
112: 셀 코너부
112a: 셀 코너부 저부
112b: 셀 코너부 측부
12: 파우치
13: 전극 리드
14: 탭 용접부
30: 트레이
310: 외곽 프레임
312: 장홈
320: 슬롯형 실장부
322: 인서트
3221: 윙 플랜지
3221a: 윙 플랜지 측단 상부
3221b: 윙 플랜지 측단 중간부
3221c: 윙 플랜지 측단 하부
3221d: 윙 플랜지 하단
3222: 핀
32222: 볼록부
32224: 경사부
3223: 수평 기저부
3224: 제1 슬롯
3225: 제2 슬롯
3226: 체결공
3228: 스냅 홈
3229: 공동
324: 인서트 베이스
3241: 슬릿
3242: 안착부
3246: 체결홈
3248: 스냅 돌기
326:센터 베이스
330: 체결부재
332: 볼트
334: 너트

Claims (6)

  1. 박스형의 외곽 프레임와 그 내부에 대칭적으로 장착되는 한쌍의 슬롯형 실장부를 포함하는 배터리 운반 트레이에 있어서, 배터리 운반 트레이의 안쪽을 내측으로 하고 바깥쪽을 외측으로 할 때,
    상기 실장부는 배터리의 셀 측단이 삽입 지지되는 복수의 제1 슬롯과 배터리의 탭 용접부가 삽입 지지되는 복수의 제2 슬롯이 구비되는 인서트; 및 배터리의 셀 하단 단부측이 안착되는 안착부가 구비되는 인서트 베이스;를 포함하고,
    상기 인서트는 일정한 간격을 두고 병렬 배치됨으로써 그 사이에서 상기 제1 슬롯을 형성하는 복수의 핀; 각각의 핀 외측 단부에서 형성되며, 인접한 핀에 형성된 것과의 사이에서 상기 제2 슬롯을 형성하는 윙 플랜지; 및 상기 복수의 핀이 지지되는 수평 기저부;를 포함하고,
    상기 윙 플랜지의 측단은 상부 및 하부가 제2 슬롯의 안쪽 공간을 향해 볼록하고 중간부는 오목하여 전체적으로 웨이브 형상을 가지며,
    상기 안착부의 외측 측단은 상기 인서트의 핀 내측 단부까지 진입거리가 제한되고 상기 안착부 의 상면은 상기 수평 기저부의 상면보다 높게 위치하는 것과 동시에, 상기 윙 플랜지의 하단은 내측으로 절곡된 것을 특징으로 하는 배터리 운반 트레이.
  2. 제1항 있어서, 상기 핀은 제1 슬롯의 안쪽 공간을 향해 형성되는 볼록부가 구비되는 것을 특징으로 하는 배터리 운반 트레이.
  3. 제2항에 있어서, 상기 볼록부는 내측을 향해 낮아지도록 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 운반 트레이.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 핀의 내측 하단에는 외측으로 경사진 경사부가 구비된 것을 특징으로 하는 배터리 운반 트레이.
  6. 제1항 있어서, 상기 인서트와 상기 인서트 베이스는 스냅 핏 형태로 조립되는 것을 특징으로 하는 배터리 운반 트레이.
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