KR20140044444A - 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법 - Google Patents

전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지 충방전용 지그에 포함되는 전극 탭용 가이드 지그에 관한 것으로, 전극 탭용 가이드 지그는 전극 탭의 길이방향으로 일측부터 타측까지 순차적으로 삽입홈에 삽입되도록 회전되되, 삽입홈은 삽입되는 방향으로 갈수록 직경이 줄어들고, 폭방향으로 양측에 위치한 내주면의 곡률이 점차적으로 변화되도록 형성된다.

Description

전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법{Guide Zig for electrode tab and electrode tab assembling method thereof}
본 발명은 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법에 관한 것으로, 이차전지의 충방전용 지그에 포함되어 전극 탭이 고정되도록 결합되는 전극 탭용 가이드에 있어서, 전극 탭에 결합 시, 전극 탭의 휘어짐을 보상하고, 손상없이 잘 접속되도록 하기 위한 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법에 관한 것이다.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다.
또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.
소형 모바일 기기에서는 디바이스 1 대당 하나 또는 두서너 개의 배터리 셀들이 사용됨에 반하여, 자동차 등과 같은 중대형 디바이스에서는 고출력 대용량의 필요성으로 인해, 단위전지로서 다수의 배터리 셀을 전기적으로 연결한 중대형 전지팩이 사용된다.
중대형 전지팩은 가능하면 작은 크기와 중량으로 제조되는 것이 바람직하므로, 높은 집적도로 적층될 수 있고 용량 대비 중량이 작은 각형 전지, 파우치형 전지 등이 중대형 전지팩의 배터리 셀로서 주로 사용되고 있다. 그 중에서도, 중량이 작고 전해액의 누액 가능성이 적으며 제조비가 저렴한 파우치형 전지가 특히 많은 관심을 모으고 있다.
한편, 파우치형 전지는 제조과정에서 음극, 분리막 및 양극을 포함하는 전지 조립체를 파우치형 포장재 안에 넣고, 전해액을 주입한 후 가장자리를 실링한다. 그런 다음, 몇 회의 충방전 사이클을 통해 전지를 활성화 시킨다. 이 과정에서 가스가 발생되는데 이를 디개싱하기 위해 파우치의 실링부를 일부 개봉한 다음 재실링하는 과정을 거친다.
상기와 같은 제조공정은 베어셀에 회로나 단자 또는 연결부품을 결합시킨 후, 파우치와 같은 케이스 조립을 거쳐, 충방전 공정이 이루어지는데, 충방전 공정은 전지 충방전용 지그에서 전극 탭을 가이드 지그를 통해 고정 및 압지하여 이루어진다.
미국공개특허 제2012-0071040호(공개일 2012.03.22, 명칭 : TERMINAL CONTACTING PART INCLUDED IN A JIG FOR CHARGING AND DISCHARGING A SECONDARY BATTERY AND THE JIG INCLUDING THE SAME)에는 전지 평가용 지그 장치가 개시된 바 있다.
상술한 바와 같이 충방전 사이클을 통해 전지를 활성화시키는fomation 단계는 재실링 이후에도 반복적으로 실행되는데, 각 공정은 복수개의 셀이 하나의 트레이에 수용되어 트레이 단위로 이송되어 수행되며, 전지 충방전용 지그에 도달한 트레이 내부의 각 셀의 전극 탭은 가이드 지그에 끼워져 고정된다.
일반적으로, 전극 탭은 연질의 알루미늄으로 이루어지며, 두께가 얇기 때문에 가이드 지그에 끼워지는 과정에서 구부러지거나 접혀지는 등 쉽게 손상된다는 문제점이 있다.
특히, 충방전 공정 전에 이미 구부러진 채로 가이드 지그에 결합되는 경우, 결합되는 과정에서 완전히 접혀져 충방전 된 다음, 마무리 공정까지 그대로 진행되어 결국, 육안검사에서 불량품으로 선별되는 경우가 발생되므로 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다.
따라서, 전극 탭의 손상업이 충방전 공정이 이루어지도록 할 수 있는 전기 충방전용 지그의 개발이 필요한 실정이다.
미국공개특허 제2012-0071040호(공개일 2012.03.22, 명칭 : TERMINAL CONTACTING PART INCLUDED IN A JIG FOR CHARGING AND DISCHARGING A SECONDARY BATTERY AND THE JIG INCLUDING THE SAME)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전극 탭용 가이드가 전극 탭에 결합될 때, 전극 탭의 휘어짐을 보상하고, 손상없이 잘 접속되도록 하기 위한 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이차전지 충방전용 지그에 포함되는 전극 탭용 가이드 지그에 있어서, 상기 전극 탭용 가이드 지그는 전극 탭의 길이방향으로 일측부터 타측까지 순차적으로 삽입홈 삽입되도록 회전되되, 상기 삽입홈은 삽입되는 방향으로 갈수록 직경이 줄어들고, 폭방향으로 양측에 위치한 내주면의 곡률이 점차적으로 변화된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 전극 탭용 가이드 지그는 전극 탭이 상기 삽입홈의 내주면을 따라 삽입되도록 상기 전극 탭이 먼저 삽입되는 측에 위치한 내주면은 외측으로 굴곡이 형성되고, 타측으로 갈수록 내측으로 굴곡이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 삽입홈은 상기 전극 탭의 단부와 접하는 면이 편평하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 삽입홈의 내주면은 미끈한 재질이며, 절연체로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 전극 탭용 가이드 지그는 상기 전극 탭의 외측에 위치한 단부에 회전축 삽입홈이 형성되고, 상기 회전축 삽입홈에 삽입되는 회전축을 중심으로 회전하여 상기 전극 탭이 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그의 전극 탭 결합 방법은 상기 전극 탭이 복수개 수용된 트레이가 스토퍼에 의해 일정위치에 도달하는 단계; 상기 트레이의 외측으로 돌출된 상기 전극 탭에 결합되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그가 회전하는 단계; 상기 전극 탭용 가이드 지그의 회전에 따라 상기 전극 탭의 일측부터 상기 삽입홈에 삽입되는 단계; 및, 상기 삽입홈에 삽입된 상기 전극 탭이 고정되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그의 폭방향으로 양측에서 가압되는 단계; 를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 전극 탭용 가이드 지그는 음극 탭과 양극 탭이 일측 방향으로 돌출된 전극 탭에 결합될 때, 음극 탭 및 양극 탭에 순차적으로 하나씩 결합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 전극 탭용 가이드 지그는 음극 탭과 양극 탭이 일측 방향으로 돌출된 전극 탭에 결합될 때, 음극 탭 및 양극 탭에 동시 결합될 수 있다.
본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 전극 탭에 결합 시, 삽입홈의 내주면에 유선형의 굴곡이 형성되고, 전극 탭이 삽입되는 입구가 넓어 전극 탭이 휘어지거나 접혀지는 것을 방지하여, 검사 과정에서 발생될 수 있는 오차를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 휘어진 상태의 전극 탭이 내주면에 형성된 유선형의 굴곡을 따라 삽입되도록 하여 반듯하게 펴지게 할 수 있다는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 삽입홈의 일측과 타측의 모깍이를 다르게 하여 내주면에 굴곡이 지도록 함으로써, 휘어져 있는 탭도 손상되지 않고 컨택 단자와 손쉽게 결합될 수 있도록 함으로써, 불량율을 감소시키고, 생산효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그 및 전극 탭을 나타낸 사시도.
도 2는 복수개의 전지 셀이 수용된 트레이를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그를 나타낸 정면도.
도 5 및 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그가 전극 탭에 결합되는 상태를 나타낸 사시도.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 전지팩을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그 및 전극 탭을 나타낸 사시도이고, 도 2는 복수개의 전지 셀이 수용된 트레이를 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그를 나타낸 정면도이며, 도 5 및 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그가 전극 탭에 결합되는 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그(100)는 이차전지 충방전용 지그에 포함되는 것으로써, 대용량 전지 셀(200)을 도 2와 같은 트레이(300) 단위로 검사하는 공정에서 전극 탭(210)을 고정하여 측정 단자에 탭이 잘 접속될 수 있도록 한다.
전지 셀(200)은 음극판과 양극판 사이에 분리막이 개재된 다음, 권취되어 형성된 젤리롤 형태일 수도 있고, 일정 크기로 컷팅된 음극판과 양극판 사이에 분리막이 개재되도록 복수 회 적층되는 적층형 전극조립체일 수도 있으며, 특정 형태로 한정되지 않는다.
이 때, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 전극 탭(210)의 길이방향으로 일측부터 타측까지 순차적으로 삽입홈(110)에 삽입되도록 회전되되, 삽입홈(110)은 삽입되는 방향으로 갈수록 직경이 줄어들고, 폭방향으로 양측에 위치한 내주면의 곡률이 점차적으로 변화된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전극 탭(210)용 가이드는 전극 탭(210)이 먼저 삽입되는 측에 위치한 내주면은 외측으로 굴곡이 형성되고, 반대쪽으로 가면서 삽입될수록 내측으로 굴곡이 형성되는 유선형 형태를 갖는다.
전극 탭(210)용 가이드는 삽입홈(110)의 길이방향으로 양측을 가공할 때, 모깍이를 다르게 하여 내주면에 매끈한 곡면이 형성되도록 한다.
도 1 및 5를 참고로, 전극 탭(210)용 가이드는 전극 탭(210)의 길이방향으로 외측에 위치한 측부터 삽입홈(110)에 삽입되도록 회전한다.
이를 위해, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 전극 탭(210)의 외측에 위치한 단부에 회전축 삽입홈(120)이 형성되고, 회전축 삽입홈(120)에 삽입되는 회전축(130)을 중심으로 회전하여 전극 탭(210)이 일측에서 타측까지 순차적으로 삽입되도록 한다.
이 때, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 회전 반경 내에 전극 탭(210)이 위치하도록 배치되되, 삽입홈(110)의 길이와 전극 탭(210)의 높이를 고려하여 전극 탭(210)과 부딪히지 않도록 일정거리 이격되도록 배치되어야 한다.
전극 탭용 가이드 지그(100)는 삽입홈(110)의 깊이, 회전반경(회전축(130)과 길이방향으로 반대되는 측 단부에서부터 회전축(130)과의 거리), 전극 탭(210)의 높이를 전체적으로 고려하여 위치가 설정된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 전극 탭(210)은 전극 탭용 가이드 지그(100)에 삽입될 때, 휘어져 있는 상태더라도, 삽입홈(110)의 내주면에 형성된 곡면을 따라 넓은 홈에서 좁은 홈으로 파고들게 함으로써, 휘어진 부분이 펴지게 된다.
다시 말해, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 전극 탭(210)이 넓은 홈에 위치하게 되면, 회전하여 좁은 홈으로 파고들게 하며, 이 때, 휘어진 탭을 곡면을 따라 대각선 방향으로 밀어주며 좁은 홈 측으로 안내하게 된다.
전극 탭용 가이드 지그(100)의 삽입홈(110)은 전극 탭(210)이 안착하게 되는 좁은 홈 측의 내주면이 전극 탭(210)의 폭방향으로 양측면과 접하도록 편평하게 가공되는 것이 바람직하다.
또한, 삽입홈(110)은 전극 탭(210)의 단부와 접하는 면, 즉, 도 5에서 전극 탭(210)의 높이방향으로 단부와 마주보는 삽입홈(110)의 바닥면이 편평하게 형성되어 전극 탭(210)과, 전지 셀(200)이 이차전지 충방전용 지그에 평행하거나 수직하게 배치되는 것이 용이하도록 하여 측정단자와의 접속력을 향상시킬 수 있다.
삽입홈(110)은 전극 탭(210)과 접하는 내주면이 매끄럽게 가공되어 전극 탭용 가이드 지그(100)의 회전에 따라 전극 탭(210)이 잘 안내될 수 있도록 하며, 절연체로 제조되어 전극 탭(210)과 통전되지 않는 것이 바람직하다.
도 3 내지 4에 나타낸 형태 및 방향을 기준으로 전극 탭용 가이드 지그(100)의 형태를 다시 설명하면,
전극 탭용 가이드 지그(100)는 전극 탭(210)이 삽입되기 시작하는 하측의 넓은 삽입홈(110)에서 상측으로 갈수록 직경이 좁아지되, 중간 일정영역에서는 직경이 약간 넓어졌다가 다시 좁아진다.
도 4에 도시된 바와 같이, 정면에서 바라본 삽입홈(110)의 형태는 입구가 좁은 음료수 병과 같은 형태일 수 있다.
이에 따라, 전극 탭(210)은 하측의 삽입홈(110)에서부터 삽입된 다음, 좀 더 넓은 홈으로 안내되면서 대각선 방향으로 밀리며 이동하게 되고, 이 과정에서 펴진 상태로 상측의 좁은 홈에 도달하게 된다.
본 발명의 일실시예에 따른 전극 탭용 가이드 지그(100)의 전극 탭(210) 결합 방법은 상기 전극 탭(210)이 복수개 수용된 트레이(300)가 스토퍼에 의해 일정위치에 도달하는 단계와, 상기 트레이(300)의 외측으로 돌출된 상기 전극 탭(210)에 결합되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그(100)가 회전하는 단계와, 상기 전극 탭용 가이드 지그(100)의 회전에 따라 상기 전극 탭(210)의 일측부터 상기 삽입홈(110)에 삽입되는 단계와, 상기 삽입홈(110)에 삽입된 상기 전극 탭(210)이 고정되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그(100)의 폭방향으로 양측에서 가압되는 단계를 포함한다.
전극 탭용 가이드 지그(100)는 음극 탭(211)과 양극 탭(212)이 일측 방향으로 돌출된 형태의 전극 탭(210)에 결합될 때, 음극 탭(211) 및 양극 탭(212)에 순차적으로 하나씩 결합될 수도 있으며, 동시에 결합될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 일측 방향으로 음극 탭(211)과 양극 탭(212)이 돌출된 전극 탭(210)에 결합되는 경우, 스토퍼에 의해 일정 위치에서 정지 된 트레이(300)의 일측으로 돌출된 음극 탭(211)과 양극 탭(212)의 외측에서 내측방향으로 회전하여 각각 결합된다.
이 외에도, 전극 탭용 가이드 지그(100)는 음극 탭(211)과 양극 탭(212)이 서로 반대방향으로 돌출된 경우에도 마찬가지로 사용될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 전극 탭에 결합 시, 삽입홈의 내주면에 유선형의 굴곡이 형성되고, 전극 탭이 삽입되는 입구가 넓어 전극 탭이 휘어지거나 접혀지는 것을 방지하여, 검사 과정에서 발생될 수 있는 오차를 줄일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 휘어진 상태의 전극 탭이 내주면에 형성된 유선형의 굴곡을 따라 삽입되도록 하여 반듯하게 펴지게 할 수 있다는 장점이 있다.
다시 말해, 본 발명의 전극 탭용 가이드 지그 및 이의 전극 탭 결합 방법은 삽입홈의 일측과 타측의 모깍이를 다르게 하여 내주면에 굴곡이 지도록 함으로써, 휘어져 있는 탭도 손상되지 않고 컨택 단자와 손쉽게 결합될 수 있도록 함으로써, 불량율을 감소시키고, 생산효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 전극 탭용 가이드 지그
110 : 삽입홈 120 : 회전축 삽입홈
130 : 회전축
200 : 전지 셀
210 : 전극 탭
211 : 음극 탭 212 : 양극 탭
300 : 트레이

Claims (8)

  1. 이차전지 충방전용 지그에 포함되는 전극 탭용 가이드 지그에 있어서,
    상기 전극 탭용 가이드 지그는
    전극 탭의 길이방향으로 일측부터 타측까지 순차적으로 삽입홈에 삽입되도록 회전되되,
    상기 삽입홈은
    삽입되는 방향으로 갈수록 직경이 줄어들고, 폭방향으로 양측에 위치한 내주면의 곡률이 점차적으로 변화되는 전극 탭용 가이드 지그.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전극 탭용 가이드 지그는
    전극 탭이 상기 삽입홈의 내주면을 따라 삽입되도록
    상기 전극 탭이 먼저 삽입되는 측에 위치한 내주면은 외측으로 굴곡이 형성되고, 타측으로 갈수록 내측으로 굴곡이 형성되는 유선형 형태인 전극 탭용 가이드 지그.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 삽입홈은
    상기 전극 탭의 단부와 접하는 면이 편평하게 형성되는 전극 탭용 가이드 지그.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 삽입홈의 내주면은
    미끈한 재질이며, 절연체로 제조되는 전극 탭용 가이드 지그.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전극 탭용 가이드 지그는
    상기 전극 탭의 외측에 위치한 단부에 회전축 삽입홈이 형성되고,
    상기 회전축 삽입홈에 삽입되는 회전축을 중심으로 회전하여 상기 전극 탭이 삽입되도록 하는 전극 탭용 가이드 지그.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 의한 전극 탭용 가이드 지그의 전극 탭 결합 방법은
    상기 전지 셀이 복수개 수용된 트레이가 스토퍼에 의해 일정위치에 도달하는 단계;
    상기 트레이의 외측으로 돌출된 상기 전극 탭에 결합되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그가 회전하는 단계;
    상기 전극 탭용 가이드 지그의 회전에 따라 상기 전극 탭의 일측부터 상기 삽입홈에 삽입되는 단계;
    상기 삽입홈에 삽입된 상기 전극 탭이 고정되도록 상기 전극 탭용 가이드 지그의 폭방향으로 양측에서 가압되는 단계; 를 포함하는 전극 탭용 가이드 지그의 전극 탭 결합 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전극 탭용 가이드 지그는
    음극 탭과 양극 탭이 일측 방향으로 돌출된 전극 탭에 결합될 때,
    음극 탭 및 양극 탭에 순차적으로 하나씩 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 탭용 가이드 지그의 전극 탭 결합 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 전극 탭용 가이드 지그는
    음극 탭과 양극 탭이 일측 방향으로 돌출된 전극 탭에 결합될 때,
    음극 탭 및 양극 탭에 동시 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 탭용 가이드 지그의 전극 탭 결합 방법.
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