KR20100044418A - 신규한 구조의 전지셀 장착 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다수의 전지셀을 장착하기 위한 전지셀 장착 장치로서, 장방형의 구조로 이루어져 있고, 전극단자가 노출된 상태로 다수의 전지셀들이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 장착부가 형성되어 있는 트레이 본체를 포함하고 있으며, 상기 장착부는, 다수의 장착용 홈을 형성하는 돌기들('장착 돌기들')이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 고정되어 있는 고정 장착부; 및 다수의 장착 돌기들이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 대해 좌우 방향으로 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 소정의 체결부재가 삽입되는 슬릿들('좌우 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며, 상기 좌우 이동용 슬릿들은 전지셀 장착 방향에 수직한 방향으로 하단부에 형성되어 있는 것으로 구성된 가변 장착부를 포함하는 전지셀 장착 장치를 제공한다.

Description

신규한 구조의 전지셀 장착 장치 {Battery Cell Mounting Apparatus of Novel Structure}
본 발명은 신규한 구조의 전지셀 장착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 다수의 전지셀들을 장착하기 위한 전지셀 장착 장치로서, 장방형의 구조로 이루어져 있고, 전극단자가 노출된 상태로 다수의 전지셀들이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 장착부가 형성되어 있는 트레이 본체를 포함하고 있으며, 상기 장착부는, 다수의 장착용 홈을 형성하는 돌기들('장착 돌기들')이 형성되어 있고 트레이 본체에 고정되어 있는 고정 장착부; 및 다수의 장착 돌기들이 형성되어 있고 트레이 본체에 대해 좌우 방향으로 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 소정의 체결부재가 삽입되는 슬릿들('좌우 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며 상기 좌우 이동용 슬릿들은 전지셀 장착 방향에 수직한 방향으로 하단부에 형성되어 있는 것으로 구성된 가변 장착부를 포함하는 전지셀 장착 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이 차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 가진 리튬 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 그것이 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.
전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.
종래에는 이차전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. 이러한 이차전지는 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.
한편, 이차전지는 전지셀을 조립하는 과정과 조립된 전지셀을 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지셀에 전기를 인가하여 전지셀을 활성화하는 단계에서는 다수의 전지셀들을 장착하기 위한 전지셀 장착 장치 또는 지그에 전지셀들을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하는 과정을 거치게 된다. 즉, 조립공정의 효율성을 높이기 위하여 다수의 전지셀들에 대해 활성화 과정을 동시에 수행하는 방식이 일반적으로 사용되고 있다.
그러나, 이차전지의 적용 분야가 다양해짐에 따라 다양한 크기와 구조의 전지셀들이 제조되고 있으며, 이러한 전지셀들을 활성화하기 위해서는 전지셀들의 종류에 따라 이에 대응하는 전지셀 장착 장치를 각각 준비해야 하는 문제점이 있다.
또한, 최근 많은 연구가 행해지고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차용 중대형 전지모듈 분야에서는 단위전지로서 파우치형 전지와 같은 판상형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있지만, 제조사 별 또는 이차전지 모델 별로 판상형 전지의 폭과 두께와 같은 크기에 따라 전지셀 장착 장치를 달리 사용해야 하므로, 전지셀의 활성화 과정에서 소요되는 시간이 증가하고 별도의 전용 전지셀 장착 장치를 제조하는 데 소요되는 비용이 크게 증가하는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 하나의 장치에 다양한 종류의 전지셀들을 장착하기 위한 시도들이 행해진 바 있다. 예를 들어, 한국 특허출원공개 제2001-0103259호는 전지의 전기화학적 특성측정용 셀 장치에 있어서, 측정하고자 하는 전지소자를 외부 공기와 격리하는 하우징, 일측 단부는 상기 하우징 외부의 전지의 전기화학적 특성을 측정하는 측정장치에 연결되고 또 다른 일측 단부는 상기 하우징 내부에서 측정하 고자 하는 전지의 소자와 연결되는 워킹 전극과, 상기 워킹 전극과 일정한 간격이 유지되도록 설치되는 카운터 전극을 포함하는 전지의 전기화학적 특성측정용 셀 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 기술은 전극들이 하우징 내부에 형성되어 있으므로, 다수의 전지셀들을 장착한 후, 활성화를 위해 전지셀들의 전극단자들을 일괄적으로 연결하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결하면서 다양한 종류의 전지셀을 장착할 수 있는 전지셀 장착 장치의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 장방형의 구조로서, 하부에 장착부가 형성된 트레이 본체를 포함하고 있고, 장착부는 트레이 본체에 고정된 고정 장착부 및 트레이 본체에 대해 가변적으로 이동할 수 있는 슬릿이 형성된 가변 장착부를 포함하는 전지셀 장착장치를 개발하기에 이르렀고, 이러한 전지셀 장착 장치는 전지셀의 크기에 따라 가변 장착부를 이동시켜 다양한 종류의 전지셀들을 용이하게 장착할 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 종류의 전지셀을 장착하는 데 사용할 수 있고, 전지셀의 제조 공정성을 향상시키면서, 제조 비용을 절감할 수 있는 전지셀 장착 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지셀 장착 장치는 다수의 전지셀을 장착하기 위한 전지셀 장착 장치로서,
상부가 개방되어 있는 장방형의 구조로 이루어져 있고, 전극단자가 상부로 노출된 상태로 다수의 전지셀들이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 장착부가 형성되어 있는 트레이 본체를 포함하고 있으며,
상기 장착부는,
다수의 장착용 홈을 형성하는 돌기들('장착 돌기들')이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 고정되어 있는 고정 장착부; 및
다수의 장착 돌기들이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 대해 좌우 방향으로 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 소정의 체결부재가 삽입되는 슬릿들('좌우 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며, 상기 좌우 이동용 슬릿들은 전지셀 장착 방향에 수직한 방향으로 하단부에 형성되어 있는 것으로 구성된 가변 장착부;
를 포함하는 구조로 이루어져 있다.
일반적으로, 앞서 언급한 바와 같이, 전지셀의 폭, 두께 등과 같은 크기에 따라 전지셀 장착 장치의 크기 및 형태가 달라져야 하므로, 종래에는 전지셀의 종 류별로 별도의 전지셀 장착 장치를 준비하여야 했다.
그러나, 본 발명의 전지셀 장착 장치는 다수의 전지셀들이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 장착부가 형성되어 있는 트레이 본체, 장착 돌기들이 수직으로 형성되어 있는 고정 장착부, 및 트레이 본체에 대해 좌우 방향으로 가변적으로 고정할 수 있는 가변 장착부를 포함하고 있으므로, 고정 장착부들 사이에 전지셀들을 배열한 상태에서, 장착하고자 하는 전지셀의 두께에 따라 가변 장착부를 좌우 이동용 슬릿에 의해 좌우로 이동하여, 두께가 다른 다양한 종류의 전지셀들을 장착하는데 사용될 수 있다.
따라서, 전지셀들의 종류에 따라 전지셀 장착장치를 교체할 필요가 없으므로, 궁극적으로는 전지셀의 제조 비용을 크게 절감시킬 수 있다.
상기 전지셀은 전지셀 장착 장치의 고정 장착부 및 가변 장착부의 장착 돌기들 사이에 용이하게 삽입될 수 있는 형상의 전지셀이면 특별히 제한되지는 않으며, 바람직하게는 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지일 수 있다. 각형 이차전지는 금속 또는 플라스틱 소재의 각형 케이스를 사용하는 판상형 전지이고, 파우치형 이차전지는 라미네이트 시트의 파우치형 케이스를 사용하는 판상형 전지이다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 트레이 본체의 하단부에는, 트레이 본체에 대해 전후 방향으로 가변 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 상기 체결부재가 삽입되는 슬릿들('전후 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며, 상기 전후 이동용 슬릿들은 상기 좌우 이동용 슬릿들에 대응하는 위치에서 전지셀 장착 방향에 평행한 방향으로 트레이 본체의 하단부에 형성될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 구조에서, 좌우 이동용 슬릿들과 전후 이동용 슬릿들은 상호 중첩된 구조로 이루어져 있으므로, 전지셀의 종류에 따라 그것의 두께 및 폭이 다르다 하더라도, 둘의 조건을 모두 만족시키면서 전지셀들을 트레이 본체의 장착부에 안정적으로 장착할 수 있다.
즉, 가변 장착부의 좌우 이동용 슬릿들을 조정하여 트레이 본체에 장착되는 전지셀들의 두께 변화에 대응할 수 있고, 트레이 본체의 하단부에 형성되어 있는 전후 이동용 슬릿들을 조정하여 트레이 본체에 장착되는 전지셀들의 폭 변화에 효과적으로 대응할 수 있다.
상기 구조의 하나의 예로서, 전후 이동용 슬릿들의 길이는 가변 장착부가 최대한 넓은 범위에서 안정적으로 이동할 수 있도록, 가변 장착부의 폭보다 큰 크기로 이루어진 구조일 수 있다. 예를 들어, 전후 이동용 슬릿들의 길이는 가변 장착부의 폭을 기준으로 110 내지 300%의 크기로 형성될 수 있다.
한편, 전지셀은 고정 장착부의 장착돌기들 사이에 장착되므로, 상기 좌우 이동용 슬릿들의 최대 길이는 전지셀의 장착 간격을 초과하지 않는 범위에서 필요에 따라 가변적으로 설정되는 것이 바람직하다.
상기 좌우 이동용 슬릿들과 전후 이동용 슬릿들의 결합은 가변 장착부가 필요에 따라 전후 및/또는 좌우로 이동하며 트레이 본체에 고정될 수 있도록, 예를 들어, 좌우 이동용 슬릿들과 전후 이동용 슬릿들이 연통되도록 위치시킨 상태에서, 상기 체결부재를 좌우 이동용 슬릿들 및 전후 이동용 슬릿들에 동시에 관통시켜 결합함으로써 달성하는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 체결부재는 트레이 본체와 가변 장착부의 결합을 공고히 할 수 있는 부재이면 특별히 제한되지는 않으며, 일 예로, 볼트를 사용할 수 있다.
한편, 상기 고정 장착부와 가변 장착부의 배열은 필요에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 고정 장착부를 기준으로 양측에 가변 장착부들이 각각 위치하는 구조로 이루어질 수 있다. 이와는 반대로, 가변 장착부들이 중앙에 위치하고, 가변 장착부들을 기준으로 양측에 고정 장착부들이 위치하는 구조로 이루어질 수도 있다.
상기 구조에서, 고정 장착부가 양측의 가변 장착부들 사이에 1개만 위치할 경우, 고정 장착부의 성형 제조시 성형 공차가 발생하기 쉽고, 장착된 전지셀이 외력에 의해 찌그러지는 것과 같은 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 고정 장착부는 둘 또는 그 이상의 개수로 이루어져 있고, 이들이 소정의 이격거리를 가지고 위치하고 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 소정의 이격거리는 트레이 본체의 하부에 위치한 장착부 전체의 폭을 기준으로 20 내지 60%의 크기로 형성될 수 있다.
상기 고정 장착부는 체결부재 또는 접착제 등에 의해 트레이 본체와 결합된 구조로 형성될 수도 있지만, 바람직하게는 트레이 본체와 일체로 성형되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 트레이 본체 성형시 고정 장착부는 함께 성형되므로 트레이 본체에 대해 고정 장착부를 결합하기 위한 별도의 공정을 필요로 하지 않게 된다.
한편, 상기 가변 장착부의 장착 돌기들은 전지셀을 용이하게 지지할 수 있는 구조이면 특별히 제한되지는 않으며, 예를 들어, 전지셀의 일측 단부를 지지할 수 있도록, 장착 돌기들의 일측 단부가 수직 절곡된 형상으로 이루어질 수 있다.
한편, 파우치형 전지셀은 양극단자와 음극단자가 전지셀의 상단면과 하단면에 각각 형성된 구조 또는 양극단자와 음극단자가 전지셀의 상단면에만 형성된 구조의 2 종류가 있다.
이와 같이, 양극단자와 음극단자가 전지셀의 상단면과 하단면에 각각 형성된 구조로 이루어진 전지셀을 용이하게 장착할 수 있도록, 상기 트레이 본체의 하단부 중앙에는 장착된 전지셀 전극단자들을 외부로 돌출시키는 슬릿들('전극단자 돌출용 슬릿들')이 전지셀의 장착 방향에 평행하게 소정 간격으로 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 구조에서, 소정 간격은 필요에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 전지셀들의 장착 간격으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 전극단자 돌출용 슬릿들은 전지셀 전극단자들이 트레이 본체의 하단부 외부로 돌출될 수 있도록, 예를 들어, 전지셀 전극단자의 하단면에 대응하는 크기로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 고정 장착부와 가변 장착부는 장착되는 전지셀의 종류에 따라 유연하게 대응이 가능하도록 사출 성형에 의해 각각 제조될 수 있다.
예를 들어, 고정 장착부는 트레이 본체와 일체형으로 성형하고 가변 장착부는 별도로 성형한 후, 가변 장착부를 트레이 본체에 체결부재를 사용하여 소망하는 위치에서 결합함으로써, 가변 장착부는 전지셀의 두께 또는 폭에 적합하게 가변적 으로 이동할 수 있다.
또한, 고정 장착부와 가변 장착부는 플라스틱 사출 성형에 의해 전체적으로 균일한 크기와 형태의 장착 돌기들이 각각의 장착부에 수직으로 형성되어 있는 상태로 제조될 수 있다.
상기 트레이 본체의 전면과 후면은 필요에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 개방되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 전지셀들을 장착한 트레이 본체는 소정의 높이를 가진 컨베이어 상에 탑재된 상태로 전지셀들의 활성화 작업을 수행하게 된다. 따라서, 상기와 같은 개방된 구조의 전면과 후면은 전지셀의 활성화 과정에서 발생할 수 있는 가스 및 열을 외부로 발산시키고, 작업자가 컨베이어 상에서 전지셀들의 활성화 과정을 육안으로 확인하는 것을 가능하게 해 준다.
본 발명은, 또한, 상기 전지셀 장착 장치에 다수의 전지셀들을 장착한 후, 충방전 활성화 작업을 수행하는 전지팩 제조방법을 제공한다.
이차전지는 제조 후, 충방전 활성화 단계를 거치는 바, 이 단계는 충방전을 행하여 이차전지를 활성화하는 공정으로서, 충전시 양극으로 사용되는 리튬 금속 산화물로부터 나온 리튬 이온이 음극으로 사용되는 카본 전극으로 이동하여 삽입되고, 이때 반응성이 강한 리튬과 카본 음극이 반응하여 음극 표면에 고체 전해질 계면(solid electrolyte interface: SEI) 피막을 형성하게 된다.
최종적으로 완성된 이차전지는 실제 사용 중에 계속적인 충방전 과정에서 음극 활물질의 표면에서 전해액이 분해되면서 가스가 발생할 수 있는 바, 활성화 과 정에서 음극 활물질 표면에 형성된 상기 SEI 막은 이러한 가스 발생을 최대한 억제한다. 따라서, 충방전 활성화 과정은 이러한 SEI 막의 형성을 위해 필요하며, 최종적인 전지의 제조 이전에 반드시 요구되는 과정이다.
다음으로, 상기와 같은 전지셀의 활성화 과정 이후에는 활성화된 전지를 소정 시간 방치함으로써 안정화시키는 에이징(aging) 공정이 실시된다.
본 발명의 전지셀 장착 장치는 전지셀을 제조하는 일련의 과정, 즉, 전극조립체와 전해액을 전지케이스에 넣고 밀봉한 후, 활성화 및 에이징 단계를 수행하는 과정에서, 적어도 일부의 단계들, 예를 들어, 활성화 단계 및/또는 에이징 단계에 대해 일괄 작업(Batch Job)을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 상기 전지팩 제조 방법으로 제조된 중대형 전지팩을 제공한다.
중대형 전지팩은 고출력 대용량의 전력 제공을 위해 다수의 전지셀들을 사용하는 바, 본 발명에 따른 방법으로 제조된 전지셀들은 제품의 균일성이 뛰어나므로, 이러한 중대형 전지팩에 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 중대형 전지팩은, 특히, 장시간의 수명과 우수한 내구성이 요구되는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.
이러한 중대형 전지팩의 구조 및 제조방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명을 본 명세서에서는 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 장착 장치의 평면 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 전지셀 장착 장치(100)는 상부가 개방되어 있는 장방형의 구조로서 다수의 전지셀들(도시하지 않음)이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 고정 장착부(120) 및 가변 장착부(130)가 형성되어 있는 트레이 본체(110), 트레이 본체(110)와 일체형으로 형성되어 있는 2개의 고정 장착부들(120), 및 트레이 본체(110)에 대해 좌우 또는 전후 방향으로 이동 가능한 2개의 가변 장착부들(130)로 구성되어 있다. 가변 장착부들(130)은 소정의 이격 간격을 가지고 각각 2개의 고정 장착부들(120)의 양측에 위치하고 있다.
고정 장착부들(120)에는 다수의 장착용 홈을 형성하는 장착 돌기들(121)이 고정 장착부들(120)의 상면에 수직으로 형성되어 있고, 가변 장착부들(130)에는 다수의 장착 돌기들(131)이 가변 장착부들(130)의 상면에 수직으로 형성되어 있다.
또한, 가변 장착부들(130)을 전지셀의 두께에 따라 가변적으로 고정하기 위해 볼트가 삽입되는 좌우 이동용 슬릿들(160)이 전지셀의 장착 방향에 수직한 방향으로 가변 장착부들(130)의 하단부에 형성되어 있다.
트레이 본체(110)는 전면(111)과 후면(112)이 개방된 구조로 이루어져 있고, 트레이 본체(110)의 하단부에는 트레이 본체(110)에 대해 전후 방향으로 가변 장착 부들(130)을 가변적으로 고정하기 위해 체결부재인 볼트가 삽입되는 전후 이동용 슬릿들(170)이 좌우 이동용 슬릿들(160)에 대응하는 위치에서 전지셀 장착 방향에 평행한 방향으로 형성되어 있다.
또한, 트레이 본체(110)의 하단부 중앙에는 전지셀의 전극단자들(도시하지 않음)을 트레이 본체(110)의 외부로 돌출시키기 위한 전극단자 돌출용 슬릿들(150)이 전지셀 전극단자의 하단면에 대응하는 크기를 가지면서 전지셀의 장착 방향에 평행하게 소정의 간격으로 형성되어 있다.
도 2에는 도 1의 A 부위를 확대한 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 좌우 이동용 슬릿들(160)은 전지셀의 장착 간격(d)보다 작은 길이(l)로 형성되어 있고, 전후 이동용 슬릿들(170)은 가변 장착부(170)의 폭(D)보다 큰 길이(L)로 형성되어 있다.
또한, 가변 장착부(130)의 장착돌기들(131)은 장착된 전지셀의 일측 단부를 지지할 수 있도록 일측 단부(131a)가 수직 절곡된 형상으로 이루어져 있다. 좌우 이동용 슬릿들(160)과 전후 이동용 슬릿들(170)의 결합은, 좌우 이동용 슬릿들(160)과 전후 이동용 슬릿들(170)이 상호 연통되도록 위치시키고, 체결 부재인 볼트(180)를 좌우 이동용 슬릿들(160) 및 전후 이동용 슬릿들(170)에 동시에 관통시킨 후, 드라이버(도시하지 않음)를 사용하여 볼트(180)를 조임으로써 달성된다.
도 3 내지 도 5에는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 고정 장착부의장착 돌기들과 가변 장착부의 장착 돌기들 사이에 전지셀이 장착된 상태를 나타내는 평면 모식도들이 도시되어 있다.
우선, 도 3을 참조하면, 가변 장착부와 고정 장착부의 장착돌기들(221, 231) 사이에는 소정의 두께(T)를 가진 전지셀(250)이 양극단자(252)와 음극단자(254)가 트레이 본체의 상부로 노출된 상태로 장착되어 있다.
도 4에서 보는 바와 같이, 도 3의 전지셀(250)보다 얇은 두께(t)를 가진 전지셀(350)을 트레이 본체의 장착부에 장착하는 과정은, 먼저 도 3과 같이 전지셀을 가변 장착부와 고정 장착부의 장착돌기들(221, 231) 사이에 위치시킨 후, 도 4와 같이 가변 장착부를 우측으로 이동시키면 전지셀(350)은 가변 장착부의 좌측 장착돌기들(3311)과 고정 장착부의 우측 장착돌기들(3211)에 의해 안정적으로 고정된다.
도 5은 가변 장착부의 장착돌기들(421)이 트레이 본체의 하단부 중앙에 위치하고 있고, 고정 장착부의 장착돌기들(431)은 가변 장착부들의 장착돌기들(421) 양측에 소정의 이격 간격을 가지고 형성되어 있는 점에서 도 4의 구조와 차이가 있다.
따라서, 도 4에서와 동일한 두께(t)의 전지셀(350)을 장착함에 있어서, 가변 장착부의 장착돌기들(421)을 도 4와 반대 방향으로 이동시켜 고정하는 과정을 거친다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 장착 장치는 트레이 본체에 고정 장착부 및 가변 장착부가 형성되어 있어서, 다양한 종류 및 크기의 전지 셀들을 트레이 본체에 용이하게 장착할 수 있으므로, 전지셀의 제조 공정성을 향상시키면서, 제조 비용을 크게 절감할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 장착 장치의 평면 모식도이다;
도 2는 도 1의 A 부위를 확대한 모식도이다;
도 3 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 고정 장착부의장착 돌기들과 가변 장착부의 장착 돌기들 사이에 전지셀이 장착된 상태를 나타내는 평면 모식도들이다.

Claims (18)

  1. 다수의 전지셀을 장착하기 위한 전지셀 장착 장치로서,
    상부가 개방되어 있는 장방형의 구조로 이루어져 있고, 전극단자가 상부로 노출된 상태로 다수의 전지셀들이 일정한 간격으로 직립 장착될 수 있도록 하부에 장착부가 형성되어 있는 트레이 본체를 포함하고 있으며,
    상기 장착부는,
    다수의 장착용 홈을 형성하는 돌기들('장착 돌기들')이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 고정되어 있는 고정 장착부; 및
    다수의 장착 돌기들이 상면에 수직으로 형성되어 있고, 트레이 본체에 대해 좌우 방향으로 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 소정의 체결부재가 삽입되는 슬릿들('좌우 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며, 상기 좌우 이동용 슬릿들은 전지셀 장착 방향에 수직한 방향으로 하단부에 형성되어 있는 것으로 구성된 가변 장착부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형 이차전지 또는 파우치형 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 트레이 본체의 하단부에는, 트레이 본체에 대해 전 후 방향으로 가변 장착부를 가변적으로 고정하기 위해 상기 체결부재가 삽입되는 슬릿들('전후 이동용 슬릿들')이 형성되어 있으며, 상기 전후 이동용 슬릿들은 상기 좌우 이동용 슬릿들에 대응하는 위치에서 전지셀 장착 방향에 평행한 방향으로 트레이 본체의 하단부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전후 이동용 슬릿들의 길이는 가변 장착부의 폭보다 큰 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 좌우 이동용 슬릿들과 전후 이동용 슬릿들의 결합은, 좌우 이동용 슬릿들과 전후 이동용 슬릿들이 연통되도록 위치시킨 상태에서, 상기 체결부재를 좌우 이동용 슬릿들 및 전후 이동용 슬릿들에 동시에 관통시켜 결합함으로써 달성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는 볼트인 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 장착부를 기준으로 양측에 가변 장착부들이 각각 위치하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정 장착부는 둘 또는 그 이상의 개수로 이루어져 있고, 소정의 이격거리를 가지고 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 장착부는 트레이 본체와 일체로 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 장착부의 장착 돌기들은 전지셀의 일측 단부를 지지할 수 있도록 일측 단부가 수직 절곡된 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 트레이 본체의 하단부 중앙에는 장착된 전지셀 전극단자들을 외부로 돌출시키는 슬릿들('전극단자 돌출용 슬릿들')이 전지셀의 장착 방향에 평행하게 소정 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 소정 간격은 전지셀들의 장착 간격으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 전극단자 돌출용 슬릿들은 전지셀 전극단자의 하단면에 대응하는 크기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 장착부와 가변 장착부는 사출 성형에 의해 각각 제조되는 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 트레이 본체의 전면과 후면은 개방되어 있는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 장착 장치.
  16. 제 1 항에 따른 전지셀 장착 장치에 다수의 전지셀들을 장착한 후 충방전 활성화 작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 전지팩 제조방법.
  17. 제 16 항에 따른 전지팩 제조 방법으로 제조된 중대형 전지팩.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 전지팩은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차의 전원으로 사용되는 것을 특징으로 하는 중대형 전지팩.
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