KR19980075098A - 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리튬전지(Li/MnO₂Battery)의 조립과정에서 전지의 내부에 전해액을 빈 공간이 없도록 충진시키기 위한 지그장치에 관한 것으로서, 직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31) 전체를 관통하는 축(15)을 구비한 것에 의해 상기 캡(31)이 고속회전시 원심력의 영향을 받아 상기 축(15)을 중심으로 외측으로 움직여 전지의 내부에 주입된 전해액사이에 빈 공간이 배제되고 되고, 상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간(40)에 상기 노즐고정체(32)를 삽입한 후 상기 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 볼트(30)를 체결한 것에 의해 고속회전시에도 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 되며, 전지압착편유동공간(36)을 형성하여 정위치시에는 상기 전지삽입공간(9)을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간(9)을 개방시키는 전지압착편(19)을 구비시킨 것에 의해 전지의 삽입/배출이 용이하게 되고 회전이송시 전지의 이탈이 방지되게 되며, 상기 노즐고정체(32)를 외주면에 볼트안내홈(41)이 형성되어 노즐고정체삽입공간(40)으로부터의 이탈이 방지되고 길이방향을 관통하는 전해액통로(33)와 그 단부에 노즐(34)이 고정되어 전지로 전해액이 안내되며 하단내주면에 패킹(35)이 고정되어 전해액주입시 전해액의 누출이 방지되게 한 것에 의해 전지로의 전해액의 주입과 전해액의 주입시 전해액의 누출이 방지되게 된다.

Description

리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치

본 발명은 리튬전지(Li/MnO₂Battery)의 조립과정에서 전지의 내부에 전해액을 빈 공간이 없도록 충진시키기 위한 지그장치에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 직육면체형상의 캡을 형성하고 상기 캡의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡전체를 관통하는 축을 구비하며 상기 캡의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간과 전지삽입공간을 형성하고 상기 전지삽입공간과 연통된 전지압착편유동공간을 형성하며 상기 전지압착편유동공간에 정위치시에는 상기 전지삽입공간을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀폐에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간을 개방시키는 전지압착편을 구비하고 길이방향을 관통하는 전해액통로와 그 단부에 노즐이 고정된 노즐고정체를 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간에 상기 노즐고정체를 삽입하고 상기 축의 양단을 인덱스테이블에 굴대설치하며 상기 인덱스테이블의 고속회전시 상기 지그장치가 축을 중심으로 원심력의 영향에 의해 외측으로 움직이면서 주입된 전해액의 사이에 빈 공간을 배제시킴으로써 전지를 삽입/배출시키는 것과 전해액을 주입시키는 것 및 빈 공간이 없이 전해액을 충전시키는 것이 용이하게 되는 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치이다.

종래에는 구체적으로 도시하지는 않았지만 단속적으로 회전되는 인덱스테이블상에 등간격으로 안착홈을 형성하여 빈 전지를 단속적으로 회전시키고 상기 인덱스테이블의 정지위치중의 하나에 전지의 내부에 전해액을 주입시키는 전해액주입기를 설치하여 상기 인덱스테이블의 회전에 의해 회전이송된 전지의 내측에 전해액을 주입시킬 수 있도록 하였다.

그러나 상기와 같이 전해액을 주입시키는 경우에는 전해액의 주입이 전해액주입기에 의해 1회적으로 이루어지고 그 주입의 시간도 아주 짧은 시간안에 이루어지기 때문에 점성을 가지는 전해액의 특성상 짧은 시간안에 전지의 내부에 전해액을 충전시킬 경우 전지의 내부에 전해액이 미쳐 채워지지 않은 공간이 발생하게 되어 결국 전지의 내부에 전해액이 완전히 충전되지 못한 상태로 차기공정으로 이송되게 되고 본래의 요구되는 전지의 성능을 충분히 가지지 못하게 됨으로써 결과적으로 전지품질의 신뢰성을 저하시키게 되는 것이 문제점으로 지적되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 된 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 직육면체형상의 캡을 형성하고 상기 캡의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡전체를 관통하는 축을 구비하며 상기 캡의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간과 전지삽입공간을 형성하고 상기 전지삽입공간과 연통된 전지압착편유동공간을 형성하며 상기 전지압착편유동공간에 정위치시에는 상기 전지삽입공간을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간을 개방시키는 전지압착편을 구비하고 길이방향을 관통하는 전해액통로와 그 단부에 노즐이 고정된 노즐고정체를 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간에 상기 노즐고정체를 삽입하고 상기 축의 양단을 인덱스테이블에 굴대설치하며 상기 인덱스테이블의 고속회전시 상기 지그장치가 축을 중심으로 원심력의 영향에 의해 외측으로 움직이면서 주입된 전해액의 사이에 빈 공간을 배제시킴으로써 전지를 삽입/배출시키는 것과 전해액을 주입시키는 것 및 빈 공간이 없이 전해액을 충전시키는 것이 용이하게 되는 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 노즐고정체의 하단내주면에 연질고무재질의 패킹을 고정하여 전해액의 주입시 전지의 외부로 전해액이 누출되는 것을 방지할 수 있도록 된 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치의 적용되는 전해액주입시스템의 일부평면예시도

도 2는 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치를 나타낸 것으로서, 도 2a 평면도이고, 도 2b는 정단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템에서 전지압착편의 작동관계를 나타낸 평면예시도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 인덱스테이블2 : 지그설치홈

3 : 지그장치4 : 전기

5 : 전지공급장치부6 : 전지배출장치부

7, 37, 53 : 단턱8 : 몸체

9 : 전지삽입공간15 : 축

18 : 실린더19 : 전지압착편

30 : 볼트31 : 캡

32 : 노즐고정체33 : 전해액통로

35 : 패킹36 : 전지압착편유동공간

38, 39 : 스프링40 : 노즐고정체삽입공간

41 ; 볼트안내홈42 : 걸림편

43 : 축44 : 스프링걸이편

45 : 관통공46 : 밀편

50 : 로드51 : 고정편

52 : 중공원통체

본 발명의 상기 및 기타 목적은, 직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31)전체를 관통하는 축(15)을 구비하며 상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하고 상기 전지삽입공간(9)과 연통되고 캡(31)을 관통하여 수평방향으로 형성된 전지압착편유동공간(36)을 형성하며 외주면에 볼트안내홈(41)이 형성되어 노즐고정체삽입공간(40)으로부터의 이탈이 방지되고 길이방향을 관통하는 전해액통로(33)와 그 단부에 노즐(34)이 고정되어 전지로 전해액이 안내되며 하단내주면에 패킹(35)이 고정되어 전해액주입시 전해액의 누출이 방지되는 노즐고정체(32)를 형성하여 상기 전지압착편유동공간(36)에 정위치시에는 상기 전지삽입공간(9)을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간(9)을 개방시키는 전지압착편(19)을 구비시키고 상기 노즐고정체삽입공간(40)에 상기 노즐고정체(32)를 삽입한 후 상기 볼트안내홈(41)에 대향되는 위치에 볼트(30)를 체결한 것을 특징으로 하는 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치에 의해 달성된다.

상기와 같은 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치에 의하면, 직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31)전체를 관통하는 축(15)을 구비한 것에 의해 상기 캡(31)이 고속회전시 원심력의 영향을 받아 상기 축(15)을 중심으로 외측으로 움직여 전지의 내부에 주입된 전해액사이에 빈 공간이 배제되게되고, 상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간(40)에 상기 노즐고정체(32)를 삽입한 후 상기 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 볼트(30)를 체결한 것에 의해 고속회전시에도 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 되며, 전지압착편유동공간(36)을 형성하여 정위치시에는 상기 전지삽입공간(9)을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간(9)을 개방시키는 전지압착편(19)을 구비시킨 것에 의해 전지의 삽입/배출이 용이하게 되고 회전이송시 전지의 이탈이 방지되게 되며, 상기 노즐고정체(32)를 외주면에 볼트안내홈(41)이 형성되어 노즐고정체삽입공간(40)으로부터의 이탈이 방지되고 길이방향을 관통하는 전해액통로(33)와 그 단부에 노즐(34)이 고정되어 전지로 전해액이 안내되며 하단내주면에 패킹(35)이 고정되어 전해액주입시 전해액의 누출이 방지되게 한 것에 의해 전지로의 전해액의 주입과 전해액의 주입시 전해액의 누출이 방지되게 된다.

이하 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치의 적용되는 전해액주입시스템의 일부평면예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치를 나타낸 것으로서, 도 2a 평면도이고, 도 2b는 정단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템에서 전지압착편의 작동관계를 나타낸 평면예시도이다.

인덱스테이블(1)은 원주방향에 등간격으로 다수개의 지그설치홈(2)을 형성하여 지그장치(3)의 설치가 용이하도록 하였다.

상기 인덱스테이블(1)은 콘트롤장치(도시하지 아니함)에 의해 제어되어 전지의 공급/배출과 전해액을 주입하는 동안에는 단속적으로 저속회전되게 하고 전해액의 주입후에는 통상 2000rpm 이상으로 고속회전되게 하여 고속회전시 지그장치(3)가 원심력의 영향을 받아 외측으로 움직여질 수 있도록 하였다.

또 상기 인덱스테이블(1)의 정지위치중의 한 곳의 하측에는 전지를 지그장치(3)에 공급하는 전지공급장치부(5)를 설치하여 전지를 단속적으로 공급하여 줄 수 있도록 하였고, 상기 정지위치와 인접한 선정지위치에는 전해액의 충전이 완료된 전지를 배출시키는 전지배출장치부(6)를 설치하여 전지를 단속적으로 배출시킬 수 있도록 하였다.

지그장치(3)는 캡(31), 전지압착편(19), 축(15), 노즐고정체(32) 및 다수개의 볼트(30) 등으로 구성하였다.

직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31)전체를 관통하는 축(15)을 구비하며 상기 인덱스테이블(1)의 지그설치홈(2)에 상기 축(15)에 대응되는 축삽입홈(도시하지 아니함)을 형성하여 상기 축(15)의 양단을 상기 축삽입홈에 굴대설치함으로써 상기 축(15)을 중심으로 캡(31)이 소정각도 회전유동되는 것이 가능하게 하였다.

또 상기와 같이 설치한 것에 의해 상기 캡(31)이 인덱스테이블(1)의 고속회전시 원심력의 영향을 받아 상기 축(15)을 중심으로 외측으로 움직이면서 회전되게 함으로써 전지의 내부에 주입된 전해액 사이에 형성된 빈 공간을 배제시킬 수 있도록 하였다.

상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간(40)에는 노즐고정체(32)를 삽입시킬 수 있도록 하고, 상기 전지삽입공간(9)에는 전지의 상단부가 삽입될 수 있도록 하였다.

상기 전지삽입공간(9)과 연통되고 캡(31)을 관통하여 수평방향으로 형성된 전지압착편유동공간(36)을 형성하고 상기 전지압착편유동공간(36)에 수직으로 굴대설치된 축(43)을 중심으로 좌우방향으로 회전되는 전지압착편(19)을 설치하되 상기 전지압착편(19)의 후단부에 관통공(45)을 형성하고 캡(31)의 후단면에는 스프링걸이편(44)을 고정하여 상기 관통공(45)과 스프링걸이편(44)에 스프링(39)의 양단을 걸므로써 전지압착편(19)이 스프링(39)의 탄성력을 받을 수 있도록 하였다.

또 상기 전지압착편(19)은 인덱스테이블(1)의 회전시에는 전지를 압착하여 고정함으로써 전지가 지그장치(3)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하였다.

노즐고정체(32)는 외주면에 단턱(7)이 형성된 원통형의 몸체(8)를 형성하고 그 하단에 걸림편(42)을 고정하며 그 하단에 중공원통체(52)를 고정하여 상기 몸체(8), 걸림편(42) 및 중공원통체(52)가 일체로 형성되게 하였다.

또 상기 노즐고정체(32)에는 몸체(8)와 걸림편(42)을 관통하는 전해액통로(33)를 형성하고 상기 전해액통로(33)와 연하여 노즐(34)을 고정하여 전해액주입기(도시하지 아니함)에 의해 분사된 전해액이 상기 전해액통로(33)와 노즐(34)을 통하여 전지의 내부로 주입되게 하였다.

상기와 같은 노즐고정체(32)는 노즐고정체삽입공간(40)의 면에 단턱(37)(53)을 형성하고 상기 노즐고정체(32)를 그 하단이 단턱(53)에 접촉되고 걸림편(42)의 하단이 단턱(37)에 접촉되게 삽입한 후 단턱(7)에 연접되게 원주방향으로 다수개의 볼트(30)를 체결하여 고속회전시에도 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 하였다.

또 상기 중공원통체(52)의 내면의 단부에는 고무재질의 패킹(35)을 고정하여 전지삽입공간(9)을 통하여 삽입된 전지의 상단이 패킹(35)에 밀착되게 함으로써 전해액의 주입시 전해액이 외부로 누출되는 것이 방지되게 하였다.

상기 볼트(30)와 걸림편(42)의 사이에 몸체(8)의 외주에 스프링(38)을 끼우고 상기 몸체(8)의 단턱(7)에서 하측으로 볼트안내홈(41)을 형성하여 전지가 삽입되어 패킹(35)을 밀면 노즐고정체(32)자체가 약간 상향이동하여 전지의 상단이 부드럽게 패킹(35)에 밀착될 수 있도록 하고 패킹(35)은 다시 스프링(38)의 탄성에 의해 전지의 상단에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 하였다.

또 상기 인덱스테이블(1)의 외측의 전지공급장치부(5)와 전지배출장치부(6)의 상측에는 상기 전지압착편(19)에 대향되게 실린더(18)를 고정하되 상기 실린더(18)의 로드(50)에는 고정편(51)을 고정하고 상기 고정편(51)과 연동되는 밀편(46)을 고정하여 전지의 삽입/배출시 상기 밀편(46)이 전지압착편(19)을 밀어 전지삽입공간(9)이 개방되게 함으로써 전지의 삽입/배출이 용이하게 이루어지도록 하였다.

이하 작동관계를 설명한다.

전해액의 충전을 위한 빈 전지가 전지공급장치부(5)에 이송된 상태에서 인덱스테이블(1)은 단속적으로 회전된다.

인덱스테이블(1)이 정지된 상태에서 실린더(18)가 밀편(46)을 전진시키면 전지압착편(19)이 밀편(46)에 밀려 전지삽입공간(9)이 개방된다.

상기의 상태에서 전지공급장치부(5)는 전지를 지그장치(3)의 전지삽입공간(9)에 삽입시키고 이때 실린더(18)는 밀편(46)을 후진시켜 전지압착편(19)이 복귀되게 한다.

상기 원래의 위치로 복귀된 전지압착편(19)은 전지삽입공간(9)으로 삽입된 전지의 외주면을 스프링(39)의 탄성력으로 밀착하면서 압착하게 된다.

인덱스테이블(1)로의 전지의 공급은 상기의 동작을 반복하는 것에 의해 이루어지게 된다.

인덱스테이블(1)의 회전은 각 지그장치(3)에 전지의 삽입이 완료될 때까지 계속되고 상기 전지로의 1차전해액의 주입은 전해액주입기(도시하지 아니함)에 의해 이루어진다.

상기 전해액의 주입은 노즐고정체(32)의 전해액통로(33)와 노즐(34)을 통하여 전지의 내측으로 주입되며 이때 전지의 상단부가 패킹(35)에 밀착된 상태이기 때문에 전해액을 전지 이외의 곳으로는 유출되지 않게 된다.

상기와 같이하여 1차전해액의 주입이 완료되면 인덱스테이블(1)은 고속회전하여 1차로 주입된 전해액의 사이에 빈 공간이 없도록 하는데 이는 고속회전시 지그장치(3)가 원심력을 받아 축(15)을 중심으로 상측방향으로 소정각도 회전하면서 이루어지게 된다.

상기와 같이 하여 고속회전이 완료되면 인덱스테이블(1)은 다시 단속적인 회전을 하면서 전해액주입기에 의해 모자라는 전해액이 채워지게 되고 상기 전해액의 주입이 완료되면 다시 인덱스테이블(1)은 고속회전하여 2차로 주입된 전해액의 내부에 빈 공간이 없도록 한다.

상기와 같이 하여 전해액의 주입이 완료되면 인덱스테이블(1)은 다시 저속으로 단속적으로 회전하고 이 단속적인 회전이 이루어지는 동안 전지배출장치(6)에 의해 전지의 배출이 이루어지고 상기 전지의 배출이 완료된 지그장치(3)는 다시 전지공급장치부(5)로 회전되어 전지공급장치(5)에 의해 전지의 공급이 이루어지게 된다.

상기와 같은 동작을 반복적으로 수행하는 것에 의해 본 발명에 따른 리튬전지용 전해액주입시스템은 전지의 내부에 주입된 전해액의 사이에 공간이 없도록 하면서 전해액을 주입한 후 차기공정으로 이송시키는 것이 가능하게 된다.

상기에서 확인되는 바와 같이 본 발명은 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치에 의하면, 직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31)전체를 관통하는 축(15)을 구비한 것에 의해 상기 캡(31)이 고속회전시 원심력의 영향을 받아 상기 축(15)을 중심으로 외측으로 움직여 전지의 내부에 주입된 전해액사이에 빈 공간이 배제되게되고, 상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하여 상기 노즐고정체삽입공간(40)에 상기 노즐고정체(32)를 삽입한 후 상기 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 볼(30)를 체결한 것에 의해 고속회전시에도 노즐고정체(32)의 이탈이 방지되게 되며, 전지압착편유동공간(36)을 형성하여 정위치시에는 상기 전지삽입공간(9)을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간(9)을 개방시키는 전지압착편(19)을 구비시킨 것에 의해 전지의 삽입/배출이 용이하게 되고 회전이송시 전지의 이탈이 방지되게 되며, 상기 노즐고정체(32)를 외주면에 볼트안내홈(41)이 형성되어 노즐고정체삽입공간(40)으로부터의 이탈이 방지되고 길이방향을 관통하는 전해액통로(33)와 그 단부에 노즐(34)이 고정되어 전지로 전해액이 안내되며 하단내주면에 패킹(35)이 고정되어 전해액주입시 전해액의 누출이 방지되게 한 것에 의해 전지로의 전해액의 주입과 전해액의 주입시 전해액의 누출이 방지되게 된다는 것이다.

Claims (1)

1. 직육면체형상의 캡(31)을 형성하고 상기 캡(31)의 내측으로 편심되는 위치에 수평방향으로 캡(31)전체를 관통하는 축(15)을 구비하며 상기 캡(31)의 외측으로 편심되는 위치에 수직방향으로 캡(31)전체를 관통하는 노즐고정체삽입공간(40)과 전지삽입공간(9)을 형성하고 상기 전지삽입공간(9)과 연통되고 캡(31)을 관통하여 수평방향으로 형성된 전지압착편유동공간(36)을 형성하며 외주면에 볼트안내홈(41)이 형성되어 노즐고정체삽입공간(40)으로부터의 이탈이 방지되고 길이방향을 관통하는 전해액통로(33)와 그 단부에 노즐(34)이 고정되어 전지로 전해액이 안내되며 하단내주면에 패킹(35)이 고정되어 전해액주입시 전해액의 누출이 방지되는 노즐고정체(32)를 형성하여 상기 전지압착편유동공간(36)에 정위치시에는 상기 전지삽입공간(9)을 소정부분 밀폐시키고 전지의 삽입시에는 소정의 밀편에 밀리는 것에 의해 상기 전지삽입공간(9)을 개방시키는 전지압착편(19)을 구비시키고 상기 노즐고정체삽입공간(40)에 상기 노즐고정체(32)를 삽입한 후 상기 볼트안내홈(41)에 대향되는 위치에 볼트(30)를 체결한 것을 특징으로 하는 리튬전지용 전해액주입시스템의 지그장치.