KR20040072069A - 이차전지 테스트용 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 이차전지 테스트용 프로브가 개시된다. 상기 이차전지 테스트용 프로브는, 내부가 관통된 원통 형상의 외부 플런저와; 상기 외부 플런저의 내부에 탄성 지지되어 상하로 유동 가능하게 설치되는 내부 플런저와; 상기 외부 플런저의 하단부의 외주면에 고정되어 테스트 시에 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 홈이 형성된 원형의 형상을 갖는 제1접촉부; 및 상기 제1접촉부와 전기적으로 절연되도록 상기 내부 플런저의 하단부에 고정되어 테스트 시에 상기 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 형상을 갖는 제2접촉부를 구비하여, 이차전지의 전극단자와 접촉되는 부분의 형상을 개선하여 프로브의 접촉부와 전극단자의 접촉성을 향상시킨다.

Description

이차전지 테스트용 프로브{Probe for testing secondary battery}

본 발명은 이차전지 테스트용 프로브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전지의 전극단자와 접촉되는 부분의 형상을 개선하여 전극단자와의 접촉성을 향상시킨 이차전지 테스트용 프로브에 관한 것이다.

통상적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 이러한 이차전지의 일례로서 리튬 이차전지는 케이스 내부에 분리막을 사이에 두고 양극판과 음극판이 교대로 권취된 전극 조립체가 수용되어 있으며, 케이스의 내부에는 전극 조립체에 함습되는 전해액이 주입되어 있다. 상기 이차전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 각형과, 원통형과, 파우치형을 들 수 있다.

그런데, 상기 이차전지의 중요한 성능 중에 하나로 방전시의 전류 용량이 있는데, 동일한 규격의 이차전지에서는 상기 전류 용량의 산포가 작고 일정한 규격 내에 포함되어야만 한다. 따라서, 완성된 모든 이차전지에 대해서는 충, 방전 테스트 등을 포함하는 전기적 특성을 측정하고, 규격 내에 포함되지 않는 불량품은 배제하게 된다.

대한민국 공개특허공보 제2002-023319호에는 접촉부분에서의 접촉력을 증가시켜 접촉저항을 최소화시키고, 접촉 시에 발생되는 접촉압력을 분산/흡수시켜 부품의 손망실을 방지하는 이차전지의 테스트용 프로브가 개시되어 있다.

도 1은 이와 같이 이차전지를 테스트하기 위한 종래의 이차전지 테스트용 프로브가 설치된 이차전지의 테스트 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 이차전지(2)의 테스트 시에 그 하부는 트레이(31)에 형성된 수용홈(31a)에 수용된다. 그리고, 이차전지(2)의 상부에는 전극단자(21)와 접촉하는 프로브(1)가 상기 프로브 고정장치(32)에 설치되어 있다. 다만, 도 1에서는 설명의 편의상 상기 이차전지(2)로서 각형 이차전지(2)를 예시적으로 도시하였다.

그런데, 상기 수용홈(31a)에 수용되는 이차전지(2)의 단변 방향의 폭(W1)은 상기 수용홈(W2)의 폭보다 작다. 또한, 상기 수용홈(31a)의 바닥면과 이 바닥면에 안착되는 이차전지(2)의 하면은 제조공차 등으로 인해 완전한 평면을 이루지 못하고 경사를 갖게 된다. 따라서, 테스트되는 이차전지(2)가 기울어질 수 있다.

도 2는 도1에 도시된 종래의 이차전지 테스트용 프로브의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 종래의 프로브(1)는 내부가 관통된 원통 형상의 외부 플런저(11)와, 상기 외부 플런저(11)의 내부에 설치되어 상하로 돌출되고 탄성력에 의해 상하로 유동 가능한 내부 플런저(12)와,

상기 내부 플런저(12)의 하단부에 고정되고 이차전지(미도시)의 테스트 시에 이차전지의 상면에 마련된 전극단자(미도시)의 내측과 접촉하는 다수의 제1접촉핀(131)을 포함하는 제1접촉부(13)와,

상기 외부 플런저(11)의 하단부 외주면에 고정되고 이차전지의 테스트시 전극단자의 외측과 접촉하는 다수의 제2접촉핀(141)을 포함하는 제2접촉부(14)를 구비한다.

여기서, 제1접촉부(13)와 제2접촉부(14)의 하단면에는 그 전체에 걸쳐 고르게 다수의 제1접촉핀(131)과 다수의 제2접촉핀(141)이 마련되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 프로브(1)를 이용한 이차전지의 테스트시 상기 내부 플런저(12)와 외부 플런저(11)의 상단부에는 테스트 장치가 전기적으로 연결된다. 그리고, 제1접촉부(13)의 제1접촉핀들(131)이 이차전지에 마련된 전극단자의 내측과 접촉한다. 그러면, 상기 제1접촉부(13)가 상측으로 소정 유동하게 되어 상기 제2접촉부(14)의 제2접촉핀들(141)이 전극단자의 외측과 접촉하게 된다.

도 1에 도시된 상기 전극단자(21)와 접촉되는 상기 제1접촉부(13) 및 제2접촉부(14)의 형상은, 내부가 관통된 원통의 끝단 형상과 그 내부의 중앙부에 위치하는 작은 원형 단면을 갖는 핀의 끝단 형상의 조합으로 이루어져, 각각 상기 전극단자(21)와 접촉되도록 되어 있다.

도 3은 도1에 도시된 종래의 이차전지 테스트 장치에서 프로브와 이차전지의전극단자의 접촉부의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 종래의 프로브에 의한 이차전지의 테스트 시에 전극단자(21) 위에 제1접촉부(13) 및 제2접촉부(14)가 접촉된다. 이때, 도 1에 도시한 바와 같이 전지가 기울어지고, 제1접촉부(13)와 제2접촉부(14)가 도 2에 도시한 바와 같은 형상을 갖는 경우, 그 접촉부가 도시한 바와 같이 정확한 접촉을 하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이 전극단자(21)의 폭이 좁아 제2접촉부(14)는 상기 전극단자(21)와 접촉이 이루어지나, 제1접촉부(13)는 상기 전극단자(21)와 접촉이 이루어지지 않는 경우가 발생할 수 있다.

특히, 요즈음 이차전지의 초박형화 경향에 의하면, 상기 전극단자(21)의 크기가 더 작아지므로, 종래의 이차전지 테스트용 프로브(1)에 의해 전지를 테스트하는 때에, 상기한 이유에 의해서 전지가 기울어지는 경우에 접촉이 더욱 어려워지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전지의 전극단자와 접촉되는 부분의 형상을 개선하여 전극단자와의 접촉성을 향상시킨 이차전지 테스트용 프로브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 이차전지 테스트용 프로브가 설치된 이차전지의 테스트 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 2는 도1에 도시된 종래의 이차전지 테스트용 프로브의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 3은 도1에 도시된 종래의 이차전지 테스트 장치에서 프로브와 이차전지의 전극단자의 접촉부의 형상을 개략적으로 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로서, 이차전지 테스트용 프로브를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이고,

도 6은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 제1접촉부를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 7은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 제2접촉부를 개략적으로 도시한 사시도이고,

도 8은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브와 이차전지의 전극단자의 접촉부의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1, 4: 프로브 2: 이차전지

21: 전극단자 3: 이차전지 테스트 장치

41: 외부 플런저 42: 내부 플런저

43: 제1접촉부 44: 제2접촉부

442: 날개부 433: 삽입홈

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 이차전지 테스트용 프로브는, 내부가 관통된 원통 형상의 외부 플런저와; 상기 외부 플런저의 내부에 탄성 지지되어 상하로 유동 가능하게 설치되는 내부 플런저와; 상기 외부 플런저의하단부의 외주면에 고정되어 테스트 시에 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 홈이 형성된 원형의 형상을 갖는 제1접촉부; 및 상기 제1접촉부와 전기적으로 절연되도록 상기 내부 플런저의 하단부에 고정되어 테스트 시에 상기 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 형상을 갖는 제2접촉부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제2접촉부가 상기 제1접촉부 하단으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예로서, 이차전지 테스트용 프로브를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지 테스트용 프로브(4)는 외부 플런저(41)와, 내부 플런저(42)와, 제1접촉부(43), 및 제2접촉부(44)를 구비하여 이루어진다.

상기 외부 플런저(41)는 내부가 관통된 원통 형상을 가지며, 상기 내부 플런저(42)는 상기 외부 플런저(41)의 내부에 탄성 지지되어 상하로 유동 가능하게 설치되고, 상기 제1접촉부(43)는 상기 외부 플런저(41)의 하단부의 외주면에 고정되어 테스트 시에 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 홈이 형성된 원형의 형상을 가지며, 상기 제2접촉부(44)는 상기 제1접촉부(43)와 전기적으로 절연되도록 상기 내부 플런저(42)의 하단부에 고정되어 테스트 시에 상기 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 형상을 갖는다.

이때, 상기 제2접촉부(44)가 상기 제1접촉부(43) 하단으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 상기 내부 플런저(42)가 상기 외부 플런저(41)의 상단부 위로 돌출되도록 설치될 수 있을 것이다.

상기 이차전지 테스트용 프로브(4)가 이차전지 테스트 장치에 도 1에 도시된 바와 같이 설치되어 이차전지 충전 및 방전등의 테스트하는데, 상기 외부 플런저(41)가 프로브 고정장치(도 1의 32)에 상호 절연되어 고정되도록 하기 위하여, 상기 외부 플런저(41)에는 절연 고정부(45) 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 외부 플런저(41)에는 외부 장치와 전기적으로 연결할 수 있도록 전기적 접속부가 마련되는 것이 바람직하다.

상기 내부 플런저(42)는 내부가 관통된 원통 형상을 갖는 상기 외부 플런저(41)의 내부에 상하 방향으로 삽입되어 설치되는데, 상기 외부 플런저(41)에 대하여 소정의 절연 수단(46)에 의하여 전기적으로 절연되어 상하 방향으로 유동 가능하고, 내부 탄성부재(47)에 의하여 탄성 바이어스 되도록 설치될 수 있다. 이때, 상기 내부 탄성부재(47)로는 상기 내부 플런저(42)의 외부를 감싸도록 설치되는 스프링 등의 탄성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내부 플런저(42)가 상기 외부 플런저(41)의 상단부 위로 돌출되도록 설치되어, 상기 프로브(4)에 의하여 이차전지를 테스트할 때, 상기 내부 플런저(42)가 상기 외부 플런저(41) 상부로 돌출된 부분을 통하여 외부장치와 전기적으로 접속할 수 있도록 할 수 있을 것이다. 이때, 상기 내부 플런저(42)의 외부 플런저(41) 상부로 돌출된 부분은 도시된 바와 같이 외부와 전기적으로 접속되는 부분을 제외하고는 소정의 절연물질로 피복 처리되는 것이 바람직할 것이다. 하지만, 외부로부터 상기 내부 플런저(42)에 전기적으로 접속할 수 있다면 상기 내부 플런저(42)가 반드시 외부 플런저(41)의 위로 돌출되도록 설치되어야만 하는 것은 아니다.

상기 제1접촉부(43)는 상기 외부 플런저(41)의 하단부의 외주면에 고정되어 외부 플런저(41)와 전기적으로 접속될 수 있도록 하는 것으로, 외부 탄성부재(48)에 의하여 탄성 지지되도록 설치될 수 있을 것이다. 또한, 이차전지의 테스트 시에 상기 제1접촉부(43)가 이차전지의 전극단자와 접촉되는 하면은 원형의 형상을 갖는데, 그 하면에는 십자형의 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 제1접촉부(43)의 하면에 형성되는 십자형의 홈은 하면이 십자형 형상을 갖는 상기 제2접촉부(44)가 상호 소정 간격으로 이격되어 전기적으로 접촉되지 않도록 설치될 수 있도록 하기 위한 공간이다.

또한, 상기 제1접촉부(43)의 하면이 원형의 형상을 갖도록 하는 것은, 종래의 원형의 띠 형상을 갖는 경우에 비하여 이차전지 테스트 시에 이차전지의 전극단자와의 접촉될 수 있는 면적이 넓게 형성되어, 상호 접속성을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다. 특히 이차전지의 테스트 시에 이차전지 테스트 장치의 삽입홈(31a)에 삽입된 이차전지가 기울어진 경우에도 원활하게 상기 전극단자와 접속될 수 있도록 하기 위함이다.

상기 제2접촉부(44)는 내부 플런저(42)와 전기적으로 접속되어 상기 내부 플런저(42)의 하단부에 고정되는 것으로, 상기 외부 플런저(41) 및 제1접촉부(43)와는 전기적으로 절연되도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2접촉1부(44)는 그 하면이 십자형의 형상을 가지며, 상기 내부 플런저(42)에 고정되어 설치될 때에 상기 제1접촉부(43)의 하면에 형성된 십자형의 홈에 제1접촉부(43)와 소정 간격 이격되도록 삽입되어 상호간에 전기적으로 연결되지 않도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제2접촉부(44)의 하면이 십자형의 형상을 갖도록 하는 것은, 종래의 핀 형상에 의한 점 모양을 갖는 경우에 비하여 이차전지 테스트 시에 이차전지의 전극단자와의 접촉될 수 있는 면적이 넓게 형성되어, 상호 접속성을 향상시킬 수 있도록 하기 위함이다. 특히 이차전지의 테스트 시에 이차전지 테스트 장치의 삽입홈(31a)에 삽입된 이차전지가 기울어진 경우에도 원활하게 상기 전극단자와 접속될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 제2접촉부(44)가 설치될 때에 상기 제1접촉부(43) 하단으로 돌출되도록 설치되는 것이 바람직한데, 이는 이차전지의 테스트 시에 이차전지의 전극단자에 먼저 제2접촉부(44)가 접촉되고, 프로브(4)를 아래로 압력을 가하면 상기 제2접촉부(44)가 상기 내부 탄성부재(47)에 의하여 탄성 바이어스 되면서 위로 올라가고, 다음으로 제1접촉부(43)가 상기 전극단자와 접촉되어, 제1접촉부(43)와 제2접촉부(44) 모두가 상기 전극단자와 원활하게 접속될 수 있도록 하기 위함이다.

하지만, 상기 제1접촉부(43)가 상기 제2접촉부(44)의 하면으로 돌출되어, 제1접촉부(43)가 전극단자와 먼저 접촉되고, 다음으로 제2접촉부(44)가 상기 전극단자와 접촉될 수 있도록, 상기 제1접촉부(43)와 제2접촉부(44)를 설치할 수도 있을 것이다. 또한, 이 경우에 상기한 예들에 한정되지 않고, 상기 제1접촉부(43)와 제2접촉부(44)가 동시에 상기 전극단자에 접촉될 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다.

도 5에 도시된 단면도는 제1접촉부(43)의 하면에 형성된 십자형 홈을 기준으로 절단된 단면으로서, 단면상에는 제2접촉부(44)의 십자형 날개가 삽입되어 상하 유동하는 제1접촉부(43)의 부분은 빈 공간이 처리되나, 바라보는 면에 존재하는 삽입홈의 면이 도시되어 있다.

도 6은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 제1접촉부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 7은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브의 제2접촉부를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 제1접촉부(43)는 상부에 외부 플런저(41)가 끼워지는 부분(431)이 형성되고, 그 아래에 내부 플런저(42) 및 제2접촉부의 원통부(441)가 승강되는 부분(432)이 형성되고, 그 아래에는 제2접촉부의 원통부(441)가 승강되는 부분과 겹쳐져서 형성되는 제2접촉부의 십자형 날개부(442)가 삽입되는 삽입홈(433)이 형성된다.

상기 제2접촉부(44)는 하단부에 십자형의 날개부(442)가 형성되고, 그 상부에 상기 날개부(442)가 고정 지지되도록 상기 내부 플런저(42)와 연결시키는 원통부(441)가 형성된다. 이때, 상기 원통부의 상단에는 상기 내부 플런저(42)와 연결될 수 있도록 나사 등의 체결부가 형성되고, 상기 내부 플런저(42)의 하단에 상기 제2접촉부(44)의 체결부와 연결될 수 있는 체결부가 형성되는 것이 바람직할 것이다. 이때, 상기 제2접촉부(44)는 내부 플런저(42)와의 체결부를 별도로 구비하지 아니하고, 상기 내부 플런저(42)와 일체로 형성될 수도 있을 것이다.

따라서, 이차전지의 테스트 시에, 상기 제2접촉부의 날개부(442)가 상기 제1접촉부의 삽입홈(433)내에서 상하로 유동되어, 상기 제1접촉부(43) 및 제2접촉부(44)가 모두 상기 전극단자와 원할히 접촉될 수 있도록 할 수 있을 것이다.

도 8은 도 4에 도시된 이차전지 테스트용 프로브와 이차전지의 전극단자의 접촉부의 형상을 개략적으로 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 이차전지(2)의 테스트 시에 제1접촉부(43) 및 제2접촉부(44)가 이차전지에 형성된 전극단자(21)와 접촉되어 전기적으로 연결되어, 이차전지 테스트 장치에 의해서 충전 및 방전등의 전기적인 테스트를 수행한다.

이때, 제1접촉부(43)가, 상기 제1접촉부(43)의 상기 전극단자(21)와의 접촉면이 십자형 형상의 홈을 갖도록 삽입홈(433)을 구비하여, 상기 제2접촉부(44)와 접촉되지 않으면서, 지면상의 상하, 좌우 방향으로 넓은 범위의 접촉영역을 가질 수 있다.

또한, 제2접촉부(44)가, 상기 제2접촉부(44)의 상기 전극단자(21)와의 접촉면이 십자형 형상을 갖도록 날개부(442)를 구비하여, 상기 제1접촉부(43)와 접촉되지 않으면서, 지면상의 상하, 좌우 방향으로 넓은 범위의 접촉영역을 가질 수 있다.

따라서, 제1접촉부(43) 및 제2접촉부(44)가 상기 전극단자(21)와의 접촉면이 상호 간섭되지 않으면서, 각각 넓은 범위의 접촉영역을 가지므로, 상기 전극단자(21)와의 접속성을 개선할 수 있다.

특히, 요즈음의 경향에 따라 이차전지가 초박형화됨에 따라, 지면상의 상하, 좌우 방향으로 기울어짐이 심하게 된 경우에도 상호간의 접촉을 원활하게 유지할 수 있을 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 테스트용 프로브의 작용을 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이차전지의 테스트 시에 상기 내부 플런저(42)와 외부 플런저(41)의 상단부에는 테스트 장치가 전기적으로 연결된다. 이차전지(2)의 테스트를 위해서는 이차전지(2)의 전극단자(21)와 제1,2접촉부(43)(44)가 서로 접촉되어야 한다. 이를 위해 프로브(4)가 하방으로 이동하거나 이차전지(2)가 수용된 트레이(도 1의 3)가 상방으로 이동한다.

이와 같이 이차전지(2)의 전극단자(21)와 제1,2접촉부(43)(44)가 서로 접촉된 상태에서 이차전지(2)에 대하여 충전 및 방전등의 다양한 테스트가 이루어진다.

이때, 전극단자(21)는 전지의 구성에 따라 양극단자 또는 음극단자가 될 수 있으며, 제1접촉부(43) 및 제2접촉부(44)는 각각 전류 또는 전압을 검출하기 위한단자가 될 수 있다.

본 발명에 의한 이차전지 테스트용 프로브는, 이차전지의 전극단자와 접촉되는 부분의 형상을 개선하여 프로브의 접촉부와 전극단자의 접촉성을 향상시킨다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 내부가 관통된 원통 형상의 외부 플런저와;

   상기 외부 플런저의 내부에 탄성 지지되어 상하로 유동 가능하게 설치되는 내부 플런저와;

   상기 외부 플런저의 하단부의 외주면에 고정되어 테스트 시에 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 홈이 형성된 원형의 형상을 갖는 제1접촉부; 및

   상기 제1접촉부와 전기적으로 절연되도록 상기 내부 플런저의 하단부에 고정되어 테스트 시에 상기 이차전지의 전극단자와 접촉되는 것으로, 상기 전극단자와의 접촉면이 십자형 형상을 갖는 제2접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지 테스트용 프로브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2접촉부가 상기 제1접촉부 하단으로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 테스트용 프로브.