KR20030060473A - 전지 충방전용 트레이 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 바닥면; 상기 바닥면의 둘레를 둘러싸며 상기 바닥면이 그것의 중간 부분에 위치함으로써 하부 공간을 형성하도록 하는 측벽; 상기 바닥면으로부터 돌출되어 전지 파우치가 삽입되는 다수의 포켓을 형성하며, 일측에 인서트가 형성되는 포켓벽; 및, 상기 인서트에 대하여 고정될 수 있는 고정부가 일측에 부착되며 상기 포켓의 안으로 삽입되어 상기 전지 파우치의 측면을 지지하는 가이드;를 구비하며, 상기 포켓에 대응하는 바닥면에는 전지 파우치의 탭이 통과하는 구멍이 형성되는 전지 충방전용 트레이가 제공된다.
Description
본 발명은 전지 충방전용 트레이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머 2 차 전지의 충방전에 사용되는 트레이에 관한 것이다.
통상적으로 폴리머 2차 전지는 전극 조립체를 알루미늄으로 제작된 파우치내에 밀봉시킨 이후에 소정의 충방전 공정을 수행하게 된다. 전지의 파우치는 전극 조립체를 수용할 수 있는 전지 수용부와 개스를 수용할 수 있는 개스 수용부를 가지도록 형성되며, 상기 전지 수용부와 개스 수용부는 통로를 통해서 상호 연결되어 있다. 2 차 전지는 충방전 공정을 통해서 전극 조립체로부터 발생하는 개스를 개스 수용부로 배출하며, 이후에 개스 통로를 밀폐시킨 상태에서 개스 수용부를 절단하게 된다.
도 1에는 통상적인 전지 충방전용 트레이의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 트레이(11)는 4 개층의 계단형으로 구성되어 있으며 각 층마다 전지 파우치의 삽입구가 형성되어 있다. 트레이(11)에는 제 1 층 삽입구(12), 제 2 층 전지 삽입구(13), 제 3 층 전지 삽입구(14) 및, 제 4 층 전지 삽입구(15)가 형성되어 있으며, 이들은 상호 계단식으로 형성된다. 도면에서 D1, D2, D3 및, D4 등으로 표시된 간격은 개별의 전지 파우치가 들어가는 삽입구의 폭을 표시한 것이다. 각각의 간격에는 돌출 가이드(16)가 형성되어 있으며, 이러한 돌출 가이드(16)에 의해서 전지 파우치가 안내된다.
전지 파우치(17)는 도면에 도시된 바와 같이, 개스 수용부(18), 전지 수용부(19) 및, 커버(21)가 일체로 형성되며, 상기 개스 수용부(18)와 전지 수용부(19) 사이에는 도시되지 아니한 개스 유동 통로가 형성되어 있다. 개스 수용부(18)와 전지 수용부(19)의 사이에는 홈(22)이 형성되어 있으며, 상기 홈(22)은 상기 트레이의 돌출 가이드(16)에 대응됨으로써 전지 파우치(17)가 전지 삽입구(12,13,14,15)에 삽입될때 안내하는 역할을 한다. 도면 번호 20 으로 표시된 것은 전지 수용부(19)의 내측에 수용된 전극 조립체(미도시)의 전극 탭에 연결된 전극이다. 전지를 충방전시킬 수 있도록 전원을 인가하는 전극 핀(미도시)은 상기 전극(20)에 접촉됨으로써 전지를 충방전시킬 수 있게 된다.
위와 같은 폴리머 2 차 전지의 충방전 시스템에 있어서, 트레이(11)는 각 층별로 8 개씩 모두 32 개의 전지를 수용 가능했다. 그러나 상기 트레이(11)는 전지를 다층의 계단식으로 수용했기 때문에, 전체적으로 불필요한 공간이 많이 발생하는 문제점이 있었다. 또한 트레이(11)에 전지를 삽입한 상태에서 전극(20)에 전압을 인가하기 위하여 전극 핀(미도시)을 접촉시킬 경우, 전극(20)과 전극 핀의 접촉이 정확히 이루어지지 않고, 그에 따라서 공정 수행에 곤란이 많았다.
도 2 에 도시된 것은 전지 충방전용 트레이에 대한 다른 예를 도시한 부분적인 사시도이다.
도면을 참조하면, 트레이(25)는 전지의 삽입부(33)를 구비하며, 상기 삽입부(33)에는 전지 파우치(17)를 도립의 상태로 삽입할 수 있는 다수의 삽입구(30)가 형성되어 있다. 전지 삽입부(33)는 테두리(26)에 의해서 둘러싸여져 있으며, 테두리의 상부 평면(29)은 삽입부(33)의 상부 평면(27)들보다 높게 형성되어 있다. 삽입구(30)의 저면에는 다수의 구멍(미도시)들이 형성되어 있으며, 이러한 구멍은 전지 파우치(17)의 전극(20)들이 통과할 수 있지만, 전지 파우치(17) 전체가 통과할 수는 없도록 형성되어 있다. 따라서, 전지 파우치(17)를 삽입구(30)에 삽입하면 전지 파우치(17)는 구멍이 형성된 삽입구 저면에 의해 지지되고, 전극(20)만이 구멍을 통과하여 돌출한 상태가 될 수 있다. 테두리(29)의 저부 평면은 삽입부(33)의 저부 평면(32)보다 낮게 위치함으로써, 삽입부(33)의 저면은 공간에 떠있는 상태가 된다. 따라서, 삽입구(30)의 저면 구멍을 통해서 돌출한 전극(20)은 트레이(25)가 놓여있는 바닥에 닿지 않고 공중에 떠있는 상태로 유지될 수 있다.
삽입구(30)는 전지의 단면 크기에 대응되도록 형성된다. 삽입구(30)에는 전지 파우치(17)의 홈(22)에 대응하는 돌출 가이드(28)가 상부 평면(27)으로부터 저면까지 연장되어 있다. 돌출 가이드(28)에 의해서 전지 파우치(17)는 삽입구(30)내에서 파우치(17)의 폭 방향으로 요동하지 않는다.
도 2 에 도시된 트레이는 비록 돌출 가이드(28)에 의해서 전지의 요동이 방지되기는 하지만, 다양한 크기의 전지 파우치(17)를 수용할 수 없다는 문제점이 있다. 즉, 삽입구(30)가 전지의 단면 형상에 대응하도록 트레이가 제작되므로, 전지 단면의 크기가 변하면 트레이도 다시 제작하여야 하는 것이다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 전지의 충방전용 트레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전지의 두께 및, 폭의 치수에 무관하게 전지를 수용할 수 있는 전지의 충방전용 트레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가이드에 의해서 전지가 포켓내에 안정적으로 유지되는 전지의 충반전용 트레이를 제공하는 것이다.
도 1은 통상적인 전지 충방전용 트레이의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 전지 충방전용 트레이의 다른 예를 개략적으로 도시한 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 개략적인 사시도.
도 4 는 도 3 에 도시된 가이드와 전지 파우치를 발췌하여 도시한 사시도.
도 5 는 가이드의 다른 예에 대한 사시도.
도 6 은 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 개략적인 사시도.
도 7 은 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 단면도.
도 8 은 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 평면도.
도 9 는 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 저면도.
< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >
11. 트레이 12.13.14.15. 전지 삽입구
16. 돌출 가이드 17. 전지 파우치
18. 개스 수용부 19. 전지 수용부
20. 전극 21. 커버
40. 포켓 41. 포켓벽
43. 가이드 45. 고정부
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 바닥면; 상기 바닥면의 둘레를 둘러싸며 상기 바닥면이 그것의 중간 부분에 위치함으로써 하부 공간을 형성하도록 하는 측벽; 상기 바닥면으로부터 돌출되어 전지 파우치가 삽입되는 다수의 포켓을 형성하며, 일측에 인서트가 형성되는 포켓벽; 및, 상기 인서트에 대하여 고정될 수 있는 고정부가 일측에 부착되며 상기 포켓의 안으로 삽입되어 상기 전지 파우치의 측면을 지지하는 가이드;를 구비하며, 상기 포켓에 대응하는 바닥면에는 전지 파우치의 탭이 통과하는 구멍이 형성되는 전지 충방전용 트레이가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 가이드의 고정부의 저면에는 상기 인서트가 삽입될 수 있는 구멍이 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 가이드의 고정부는 집게의 형태로 상기인서트를 파지한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 전지 파우치의 측면에 접촉하는 가이드의 일측에는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부의 두께는 상기 전지 파우치의 두께와 상기 포켓의 폭의 차이에 대응한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 포켓은 그것의 길이 방향으로는 일렬로 배치되고, 그것의 폭방향으로는 이웃한 포켓에 대하여 엇갈리도록 배치된다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 에 도시된 것은 본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 전지 충방전용 트레이는 전지 파우치(17)가 그 안에 삽입될 수 있는 다수의 포켓(40)과, 상기 포켓(40)내에서 전지 파우치(17)를 정위치에 유지시킬 수 있는 가이드(43)를 구비하여 이루어진다. 포켓(40)은 도면에 도시된 바와 같이 트레이 본체의 바닥면(49)으로부터 돌출하여 형성된 포켓 벽(41)으로 둘러싸인 공간으로서 형성된다. 포켓(40)의 단면 크기는 다양한 크기의 전지 파우치(17)를 수용할 수 있도록 크게 형성된다. 포켓 벽(41)의 일측에는 다수의 인서트(42)가 형성되어 있는데, 이러한 인서트(42)는 가이드(43)의 일측에 부착된 고정부(45)의 내부로 삽입되어 가이드(43)를 고정 유지하는 역할을 한다. 인서트(42)는 도면에 도시된 바와 같이 포켓 벽(41)의 일부를 절개하여 제거함으로써 빗살과 같은 형상을 가진다.
가이드(43)는 포켓(40)의 내부 공간으로 전지 파우치(17)가 삽입되었을때 전지 파우치(17)의 측면에 밀착됨으로써 전지 파우치(17)를 포켓(40)내에서 안정되게 유지하는 역할을 한다. 가이드(43)의 측면에는 고정부(45)이 부착되는데, 상기 ??정부(45)의 저면에는 인서트(42)가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있다. 따라서 가이드(43)는 다수의 인서트(42)들중 적절한 하나의 위치에 고정될 수 있다.
가이드(43)는 전지 파우치(17)의 측면 형상에 대응하여 별도로 제작될 수 있다. 예를 들면, 만약 포켓(40)의 폭(W)이 전지 파우치(17)의 두께보다 넓다면 전지 파우치(17)는 포켓(40)의 내부에서 유동(遊動)하게 될 것이다. 이를 방지하기 위해서 가이드(43)의 일측에 돌출부(43a)를 형성한다. 이러한 돌출부(43a)는 전지 파우치(17)의 두께와 포켓(40)의 폭(W)의 차이를 극복하기 위한 것으로서, 돌출부(43a)가 형성됨으로써 가이드(43)는 그 측면이 전지 파우치(43)를 안정적으로 지지함과 동시에 포켓(40)의 폭(W)에 대응하여 그 안에 안착될 수 있다.
가이드(43)는 전지 파우치(17)의 양 측면을 지지할 수 있다. 가이드(43)는 전지 파우치(17)의 양 측면에 밀착된 상태에서, 가이드(43)에 부착된 고정부(45)의 저면 구멍에 포켓벽(42)의 인서트(42)가 삽입된다. 즉, 포켓 벽(41)에 대하여 고정된 상태로 유지되는 가이드(43)는 포켓(40)의 내부 공간에서 전지 파우치(17)의 폭 방향에 대응하는 공간을 한정하는 것이다. 가이드(43)를 고정하는 위치에 따라서 다양한 크기의 폭을 가지는 전지 파우치(17)를 포켓(40)의 내부에 안정적으로 유지할 수 있다.
도 4 는 도 3 을 통해서 설명된 가이드와 전지 파우치를 보다 상세하게 나타낸 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 한쌍의 마주보는 가이드(43)의 내측면에는 전지 파우치(17)의 측면에 대응하는 측면(48)이 각각 형성된 것을 알 수 있다. 또한 돌출부(43a)가 상기 측면(48)으로부터 연장됨으로써, 위에 설명된 바와 같이 전지 파우치(17)의 두께와 포켓(40)의 폭(W)의 차이를 극복할 수 있게 한다.
도 5 에 도시된 것은 가이드의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 가이드(43)의 배면에는 고정부(51)가 일체로 형성되는데, 상기 고정부(51)는 집게의 형태로서, 가이드(43)와의 사이에 파지 공간(52)이 형성된다. 파지 공간(52)의 내측으로 포켓 벽(41)이 파지됨으로써 가이드(43)가 포켓 벽(41)의 일측에 고정 상태로 유지될 수 있다. 고정부(51)는 탄성에 의해서 가이드(43)를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
도 6 에 도시된 것은 전지 충방전용 트레이의 일부에 대한 개략적인 사시도이며, 도 7 에 도시된 것은 전지 충방전용 트레이의 단면도로서 전지가 포켓들에 삽입된 상태를 나타낸다.
도 6 을 참조하면, 트레이는 다수의 포켓벽(41)들이 트레이의 바닥면(49)으로부터 돌출하여 형성된 것을 알 수 있다. 트레이의 둘레는 측벽(61)이 둘러싸고 있다. 트레이의 바닥면(49)은 트레이의 측벽(61)의 전체 높이의 중간 부분에 위치함으로써 바닥면(48)의 하부에는 공간이 형성된다. 포켓벽(41)의 상단부는 측벽(61)의 상단부 표면보다 낮게 형성되는 것이 바람직스럽다. 또한 포켓(40)에 전지 파우치가 삽입되었을때, 전지 파우치(17)의 상단이 트레이 측벽(61)의 상단보다 높아지지 않도록 측벽(61)은 충분한 높이를 가지는 것이 바람직스럽다.
도 7 을 참조하면, 전지 파우치(17)를 포켓(40)의 내부로 삽입하였을때 전지 파우치(17)는 도립의 상태로 유지되며, 단지 탭(20)이 바닥면(49)에 형성된 구멍을 통하여 트레이의 하부 공간(71)으로 돌출한 것을 나타낸다. 즉, 포켓(40)의 하부 표면에 대응하는 바닥면(49)에는 탭(20)의 통과를 위한 구멍이 형성된다. 따라서 전지 파우치(17) 자체는 포켓벽(41)과 가이드(43)들에 의해 한정되는 공간내에 안정적으로 유지되는 반면에, 탭(20)은 바닥면(49)에 형성된 구멍을 통해서 트레이의 하부 공간(71)으로 돌출할 수 있는 것이다. 상기 하부 공간(71)으로 전지 충방전을 위한 접속 단자(미도시)들이 접근함으로써 소기의 전지 충방전 공정을 진행할 수 있는 것이다.
도 8 에 도시된 것은 전지 충방전용 트레이의 평면도이며, 도 9 에 도시된 것은 전지 충방전용 트레이의 저면도이다.
도 8 을 참조하면, 다수의 포켓(40)들은 수평 방향으로는 일직선상으로 배열되고, 수직 방향으로는 인접한 포켓에 대하여 서로 엇갈리는 배열을 가지는 것을 알 수 있다. 또한 도 9 를 참조하면, 상기 수직 방향에서 인접한 포켓에 대하여 엇갈리게 배치된 포켓에 대응하여 탭이 통과하는 구멍(81)들이 형성된 것을 알 수 있다.
도 8 및, 도 9 에 도시된 포켓들의 배치를 통해서 하나의 트레이에 최대 다수의 포켓(40)들이 배치될 수 있으며, 또한 탭(20)에 대한 충방전 접속 단자의 접근성이 확보될 수 있다. 즉, 포켓(40)의 길이(L)는 최대 크기의 전지 파우치를 감안하여 설계되어야 하기 때문에 가급적 커야 한다. 또한 가급적 하나의 트레이내에 최대 다수의 포켓이 구비되는 것이 바람직한 반면에, 트레이의 바닥면 하부 공간(71)에서 충방전 접속 단자를 전지 파우치의 탭(20)에 접속시킬때는 이웃하는 탭(20)들 사이에 공간이 확보되는 것이 바람직스럽다. 도 8 및, 도 9 에 도시된 것과 같은 포켓의 배치는 이러한 상반된 조건을 충족시킨다.
본 발명에 따른 전지 충방전용 트레이는 다양한 전지 파우치를 수용하여 소정의 충방전 작업을 수행할 수 있도록 하며, 전지 파우치를 안정적으로 유지할 수 있다는 장점이 있다. 또한 저렴하게 제작될 수 있는 가이드를 이용하여 전지 파우치를 유지하며, 전지 파우치의 크기에 따라서 트레이를 제작하지 않아도 되므로 매우 경제적이다. 더욱이, 트레이내에 최대 다수의 포켓을 형성할 수 있으며, 접속 단자를 탭에 접속시키는 작업이 용이해지는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것으로서 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 도면에 도시된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
- 바닥면;상기 바닥면의 둘레를 둘러싸며 상기 바닥면이 그것의 중간 부분에 위치함으로써 하부 공간을 형성하도록 하는 측벽;상기 바닥면으로부터 돌출되어 전지 파우치가 삽입되는 다수의 포켓을 형성하며, 일측에 인서트가 형성되는 포켓벽; 및,상기 인서트에 대하여 고정될 수 있는 고정부가 일측에 부착되며 상기 포켓의 안으로 삽입되어 상기 전지 파우치의 측면을 지지하는 가이드;를 구비하며,상기 포켓에 대응하는 바닥면에는 전지 파우치의 탭이 통과하는 구멍이 형성되는 전지 충방전용 트레이.
- 제 1 항에 있어서,상기 가이드의 고정부의 저면에는 상기 인서트가 삽입될 수 있는 구멍이 형성된 것을 특징으로 전지 충방전용 트레이.
- 제 1 항에 있어서,상기 가이드의 고정부는 집게의 형태로 상기 인서트를 파지하는 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 트레이.
- 제 1 항에 있어서,상기 전지 파우치의 측면에 접촉하는 가이드의 일측에는 돌출부가 형성되며,상기 돌출부의 두께는 상기 전지 파우치의 두께와 상기 포켓의 폭의 차이에 대응하는 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 트레이.
- 제 1 항에 있어서,상기 포켓은 그것의 길이 방향으로는 일렬로 배치되고, 그것의 폭방향으로는 이웃한 포켓에 대하여 엇갈리도록 배치된 것을 특징으로 하는 전지 충방전용 트레이.
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