KR200475247Y1

KR200475247Y1 - 슬라이딩 트레이를 가진 이차전지 에이징 랙 장치

Info

Publication number: KR200475247Y1
Application number: KR2020130001791U
Authority: KR
Inventors: 허정범
Original assignee: (주)블루이엔지
Priority date: 2013-03-11
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2014-11-27
Also published as: KR20140005011U

Abstract

본 고안에 따른 이차전지 에이징 랙 장치는 적재 트레이 상에 각각 하나의 테스트 대상 이차전지를 적재하고 테스트할 에이징 룸이 복수 개가 설비된 이차전지 에이징 랙 장치로서, 각각의 에이징 룸은, 측면 격벽의 내부에 수평으로 횡설되어 적재 트레이를 수평으로 가동할 수 있는 가이드 레일과 후면 측벽을 관통하는 케이블 인입구를 포함할 수 있다. 적재 트레이는, 가이드 레일에 맞물려 가동할 수 있는 슬라이딩 레일과, 테스트 대상 이차전지를 고정할 수 있는 고정 부재 및 일단은 케이블 인입구에 위치하고 타단은 적재 트레이에 고정됨으로써, 케이블 인입구를 통해 인입된 전력선 케이블을 적재 트레이에 고정된 타단까지 유연하게 유도하는 전력선 케이블 부재를 포함할 수 있다.

Description

슬라이딩 트레이를 가진 이차전지 에이징 랙 장치{SECONDARY BATTERY AGING RACK APPARATUS WITH SLIDING TRAYS}

본 고안은 이차전지 에이징 랙 장치에 관한 것이다.

여러 기술 분야에서 에이징이라는 용어가 사용되는데, 통상적으로 사용에 의해 성능이 저하되는 현상, 즉 노후화라는 의미도 있지만, 제조 공정이나 본격적인 사용 전에 의도적이거나 통제된 환경에서 수행되는 경우에는 숙성이라는 의미를 가지고 있고, '길들이기'에 가까운 의미로 사용되기도 한다.

특히 리튬계열 이차전지의 제조 공정 중에서 에이징은 이차전지 제조 후공정 중 하나로서, 통상적으로 고온 환경에서 통제된 절차에 따라 충방전을 반복하는 공정이며, 이러한 에이징 후에 불량 선별을 목적으로 한다.

리튬 이차전지는 극판이 다공성 구조로 되어 있어서, 전해액이 극판에 잘 함침되어야 제대로 동작할 수 있다. 그런데 제조 직후에는 전해액이 극판에 충분히 함침되어 있지 않으므로 이 상태에서 불량을 판정하는 것은 적절하지 않다. 따라서, 본격저인 불량 판별에 앞서 충방전을 반복하는 에이징이 필요하며, 에이징 공정 시간을 줄이고 함침성을 높이기 위해 고온 환경에서 에이징을 수행할 수 있다.

이차전지 에이징은 짧게는 수 시간, 길게는 2~3일 정도 걸리는 작업이며, 많은 수의 이차전지 제품들을 하나씩 에이징 랙 장치에 마련된 복수의 에이징 룸에 적재하고 충방전하고 및 고온 환경을 제공하여야 한다.

불량하게 제조된 이차전지는 충방전 시 폭발할 염려도 있고 특히 고온 환경을 유지하여야 한다면 더욱 그러하다.

따라서 개별 에이징 룸에 이차전지 제품을 적재하고 탈착하기 쉬우면서 충방전과 가열을 하더라도 안전한 이차전지 에이징 랙 장치가 필요하다.

본 고안이 해결하고자 하는 과제는 에이징 룸에 테스트 대상 이차전지 제품을 적재하고 탈착하기 쉬우면서 충방전과 가열을 하더라도 안전한 이차전지 에이징 랙 장치를 제공하는 데에 있다.

본 고안의 일 측면에 따른 이차전지 에이징 랙 장치는, 적재 트레이 상에 각각 하나의 테스트 대상 이차전지를 적재하고 테스트할 에이징 룸이 복수 개가 설비된 이차전지 에이징 랙 장치로서, 각각의 에이징 룸은,

측면 격벽의 내부에 수평으로 횡설되어 상기 적재 트레이를 수평으로 가동할 수 있는 가이드 레일; 및

후면 측벽을 관통하는 케이블 인입구를 포함하고,

상기 적재 트레이는,

상기 가이드 레일에 맞물려 가동할 수 있는 슬라이딩 레일;

상기 테스트 대상 이차전지를 고정할 수 있는 고정 부재; 및

일단은 상기 케이블 인입구에 위치하고 타단은 상기 적재 트레이에 고정됨으로써, 상기 케이블 인입구를 통해 인입된 전력선 케이블을 상기 적재 트레이에 고정된 타단까지 유연하게 유도하는 전력선 케이블 부재를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 에이징 룸은

이차전지의 과열 또는 발화 여부를 감지하는 감지기를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 에이징 룸은

상기 적재 트레이가 격납되었을 때에 이차전지를 마주하는 상부 측벽의 위치에 설비되며, 상기 감지기에 의해 발화가 감지될 경우에 소화 약제가 방출되는 소화 약제 방출구를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 이차전지 에이징 랙 장치는

소화 약제가 저장된 소화 약제 저장 용기; 및

에이징 룸 각각의 소화 약제 방출구까지 소화 약제를 공급하는 약제 호스를 더 포함하할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 에이징 룸은

후면 격벽에 상기 에이징 룸 내부의 기체를 외부로 배출하기 위한 강제 급배기팬을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 적재 트레이는

사용자가 인출 시 상기 적재 트레이를 잡아당기거나, 격납시 상기 적재 트레이를 밀어넣을 수 있도록 손잡이를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 전력선 케이블 부재는 케이블 체인일 수 있다.

본 고안의 이차전지 에이징 랙 장치에 따르면, 이차전지를 적재할 수 있는 적재 트레이가 에이징 룸 내에 장착된 슬라이딩 레일을 이용하여 수평으로 인출될 수 있으므로 테스트 대상 이차전지 제품을 거치 및 탈착하기 용이할 수 있다.

본 고안의 이차전지 에이징 랙 장치에 따르면, 에이징 룸 내에 연기 감지기와 불꽃 감지기를 갖추고 소화약제를 방출할 수 있어, 불량인 이차전지가 폭발하거나 불꽃이 발생하더라도 바로 이를 검출하여 대처할 수 있으므로, 화재의 위험을 줄일 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 복수의 에이징 룸들 중 하나로부터 슬라이딩 트레이가 정면으로 인출된 모습을 예시한 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 복수의 에이징 룸들 중 하나를 확대하여 슬라이딩 트레이가 에이징 룸 내부로 격납된 모습을 예시한 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 후면에서 본 소화 약제 방출 구성을 예시한 도면이다.

본문에 개시되어 있는 본 고안의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 고안의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 고안의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 복수의 에이징 룸들 중 하나로부터 적재 트레이가 정면으로 인출된 모습을 예시한 도면이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 복수의 에이징 룸들 중 하나를 확대하여 슬라이딩 트레이가 에이징 룸 내부로 격납된 모습을 예시한 도면이다.

도 1와 도 2를 함께 참조하면, 에이징 랙 장치(10)는 각각 하나의 테스트 대상 이차전지를 적재할 수 있는 테스트 공간을 제공하는 복수의 에이징 룸들(11)을 포함한다.

본 고안의 에이징 랙 장치(10)는 복수의 에이징 룸들(11)이 n×m 매트릭스처럼 배치되어 있는 통상적인 에이징 랙 장치의 외관을 공유하며, 도 1은 그 일부를 표현한다.

각각의 에이징 룸(11)은 가이드 레일(111, 112), 소화 약제 방출구(113), 강제 급배기팬(114), 케이블 인입구(115), 감지기(116)를 포함할 수 있다.

복수의 에이징 룸들(11)의 각각은 바람직하게는 서로 독립적이도록 양 측면 격벽과 상하 격벽으로써 구분된 직육각형의 테스트 공간을 가지고, 전면은 개방되고 후면은 케이블 인입구(115)와 강제 급배기팬(114)을 제외하고는 막혀있다.

에이징 룸(11)에는 양측벽에 각각 수평으로 가이드 레일(111, 112)이 고정적으로 횡설되어 있고, 상부면에는 소화 약제 방출구(113)가 돌설되고 후면에는 케이블 인입구(115)가 형성되어 있다. 나아가, 후면에는 강제 급배기팬(114)이 더 설비될 수 있다. 케이블 인입구(115)를 통해서 테스트 대상 이차전지에 충전 시에는 전력을 공급하고 방전 시에는 방전 전류를 흘릴 전력선 케이블을 인입할 케이블 부재(125)가 적재 트레이(12)에 고정될 수 있다.

나아가, 에이징 룸(11)의 상부 격벽 면에는 테스트 대상 이차전지의 직상 위치에서 테스트 대상 이차 전지의 과열 상태 또는 발화 여부를 감지하기 위한 감지기(116)가 더 설치될 수 있다.

적재 트레이(12)는 테스트 대상 이차 전지의 적재를 위해 에이징 룸(11)의 바닥면에 대해 평평한 적재면을 제공한다.

이를 위해 적재 트레이(12)에는 양측에 슬라이딩 레일(121), 손잡이(123), 고정 부재(124), 전력선 케이블 부재(125)가 설비될 수 있다.

적재 트레이(12)의 슬라이딩 레일(121)은 에이징 룸(11)의 측벽 가이드 레일(111)에 맞물리며, 사용자가 손잡이(123)를 잡고 당겨서 적재 트레이(12)를 에이징 룸(11) 내부로부터 인출하거나 또는 손잡이(123)를 잡고 밀어서 적재 트레이(12)를 에이징 룸(11) 내부로 격납할 때에, 슬라이딩 레일(121)의 유효 길이만큼으로 제한된 이동 거리를 가지고 에이징 룸(11)의 바닥면과 평행하게 전진하거나 후진할 수 있게 한다.

이렇게 하여, 적재 트레이(12)는 가이드 레일(111, 112)에 의해 가이드되면서 에이징 룸(11)의 개방된 전면으로 쉽게 인출될 수 있고 또한 쉽게 에이징 룸(11) 내부로 격납될 수 있다.

고정 부재(124)는 테스트 대상 이차전지가 테스트에 적합한 위치에서 테스트 도중 움직이지 않도록 고정한다.

이때, 적재 트레이(12)의 고정 부재(124)는 테스트 대상 이차전지가 불량이어서 과열되거나 변형되거나 또는 발화할 경우 이러한 상황에 대비하여 소화 약제 방출구(113)로부터 방출되는 소화 약제가 발화된 이차전지에 직접 적용될 수 있도록, 소화 약제 방출구(113)와 이차전지가 서로 마주하는 방향은 노출되는 상태에서 테스트 대상 이차 전지를 고정하는 형상을 가질 수 있다.

전력선 케이블 부재(125)는 반복되는 인출, 테스트 및 격납 동작에도 전력선 케이블의 고정 상태에 문제가 없도록, 유연하면서 동시에 강건하게 적재 트레이(12)에 부착될 수 있다. 이를 위해, 전력선 케이블 부재(125)는 케이블 체인(cable chain)을 이용하여 구현될 수 있다. 이 경우, 전력선 케이블은 케이블 체인 내에 수납된 상태로 에이징 룸(11)의 케이블 인입구(115)를 통해 테스트 공간 내에 인입될 수 있고, 케이블 체인의 일측 말단은 적재 트레이(12)에 고정될 수 있다.

이렇게 하여 본 고안의 실시예에 따른 에이징 랙 장치(10)는 적재 트레이(12)를 사용자가 손잡이(123)를 잡고 쉽게 인출할 수 있고, 적재 트레이(12)가 인출된 상태에서 테스트 대상 이차전지를 고정 부재(124)에 의해 고정할 수 있으며, 적재 트레이(12)에 고정된 전력선 케이블 부재(125)의 말단 부근에서 커넥터(미도시)를 통해 테스트 대상 이차전지에 전력선 케이블을 연결시킬 수 있다. 이어서, 테스트 대상 이차전지가 고정된 적재 트레이(12)를 사용자가 손잡이(123)를 잡고 에이징 룸(11) 안으로 밀어넣으면 테스트 대상 이차전지가 테스트 공간에 적절하게 격납될 수 있다.

전력선 케이블(미도시)을 통해 외부로부터 충전 전압 또는 방전 경로가 제공되면, 테스트 대상 이차전지는 에이징 랙 장치(10)가 제공하는 통제된 고온 환경에서 통제된 충방전 패턴에 따라 반복적으로 충전 또는 방전되면서 에이징될 수 있다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 에이징 랙 장치의 후면에서 본 소화 약제 방출 구성을 예시한 도면이다.

특히 리튬이온 또는 리튬폴리머 기반의 이차전지는 과도한 반응속도를 보이거나 수분에 노출되면 폭발할 수 있는데, 특히 제조 공정 중에 문제가 있을 경우에 그러한 이차전지 중 일부는 본격적인 충방전 테스트에 들어가기도 전에 에이징 과정 중에 불량이 드러나게 된다.

불량이 심한 이차전지는 에이징 과정 중에 과열, 발화, 폭발 등을 일으킬 수 있는데, 감지기(116)가 이차전지에서 불꽃을 감지하면 소화 약제 방출구(113)로부터 소화 약제 가스가 공급되어 불량이 난 이차전지로 인해 화재로 번지는 것을 막을 수 있다.

소화 약제 저장 용기(13)로부터 각각의 에이징 룸들(11)의 후면에 소화 약제 방출구(113)까지 약제 호스들 또는 파이프들(131)이 연장된다. 한편, 후면에는 강제 급배기팬(114)이 더 설비될 수 있어서, 에이징 룸(11) 내부의 고온의 공기 또는 발화로 인해 발생한 가스, 방출된 소화 약제 등을 강제 급배기팬(114)을 통해 강제 배기할 수 있다.

이상과 같이 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 고안의 사상은 아래에 기재된 실용신안등록청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 고안 사상의 범주에 속한다 할 것이다.

10 에이징 랙 장치
11 에이징 룸 111, 112 가이드 레일
113 소화 약제 방출구 114 강제 급배기팬
115 케이블 인입구 116 감지기
12 적재 트레이 121 슬라이딩 레일
123 손잡이 124 고정 부재
125 전력선 케이블 부재 13 소화 약제 저장 용기
131 약제 호스

Claims

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적재 트레이 상에 각각 하나의 테스트 대상 이차전지를 적재하고 테스트할 에이징 룸이 복수 개가 설비된 이차전지 에이징 랙 장치로서, 각각의 에이징 룸은,
측면 격벽의 내부에 수평으로 횡설되어 상기 적재 트레이를 수평으로 가동할 수 있는 가이드 레일; 및
후면 측벽을 관통하는 케이블 인입구를 포함하고,
상기 적재 트레이는,
상기 가이드 레일에 맞물려 가동할 수 있는 슬라이딩 레일;
상기 테스트 대상 이차전지를 고정할 수 있는 고정 부재;
일단은 상기 케이블 인입구에 위치하고 타단은 상기 적재 트레이에 고정됨으로써, 상기 케이블 인입구를 통해 인입된 전력선 케이블을 상기 적재 트레이에 고정된 타단까지 유연하게 유도하는 전력선 케이블 부재;
이차전지의 과열 또는 발화 여부를 감지하는 감지기; 및
상기 적재 트레이가 격납되었을 때에 이차전지를 마주하는 상부 측벽의 위치에 설비되며, 상기 감지기에 의해 발화가 감지될 경우에 소화 약제가 방출되는 소화 약제 방출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 에이징 랙 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 이차전지 에이징 랙 장치는
소화 약제가 저장된 소화 약제 저장 용기; 및
에이징 룸 각각의 소화 약제 방출구까지 소화 약제를 공급하는 약제 호스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 에이징 랙 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 에이징 룸은
후면 격벽에 상기 에이징 룸 내부의 기체를 외부로 배출하기 위한 강제 급배기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 에이징 랙 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 적재 트레이는
사용자가 인출 시 상기 적재 트레이를 잡아당기거나, 격납시 상기 적재 트레이를 밀어넣을 수 있도록 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 에이징 랙 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 전력선 케이블 부재는 케이블 체인인 것을 특징으로 하는 이차전지 에이징 랙 장치.