KR20150036925A - 배터리 셀의 사이즈 측정 장치 - Google Patents

배터리 셀의 사이즈 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 셀의 외장재의 폭 및 길이를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치는: 배터리 셀이 놓이는 베이스부; 상기 베이스부와 수직한 제1 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제1 고정블록; 상기 베이스부 및 상기 제1 기준면 모두와 수직한 제2 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제2 고정블록; 상기 제1 기준면을 향하여 돌출 형성되어 상기 배터리 셀과 접촉할 수 있는 접촉 핸드를 가지며 상기 접촉 핸드를 이용하여 상기 배터리 셀을 상기 제1 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P1)으로 밀어주는 제1 가동블록; 및 상기 배터리 셀을 상기 제2 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P2)으로 밀어주는 제2 가동블록을 구비한다.

Description

배터리 셀의 사이즈 측정 장치{Apparatus for measuring size of battery cell}
본 발명은 배터리 셀의 사이즈 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리 셀의 외장재의 폭 및 길이를 측정하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로 이차 전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동 전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬(이온/폴리머) 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있으며, 이러한 이차전지와 통상적인 일차전지를 비롯한 배터리 셀은 외장재의 종류에 따라 파우치형 배터리 셀과 캔형 배터리 셀로 크게 나눌 수 있다.
제조된 배터리 셀을 포장하기 전에 불량여부를 검사공정을 거치게 되며, 검사공정 중에는 배터리 셀의 폭이나 길이를 측정하는 공정도 포함되어 있다.
그러나, 파우치형 리튬 이차전지의 경우 외장재의 내부에 수용되는 폴리머 셀이 외부로부터의 압력에 의하여 탄성적으로 변형될 수 있는 재질로 형성되기 때문에, 버니어 캘리퍼스 등을 이용하여 수작업으로 파우치형 리튬 이차전지의 외장재 사이즈를 정밀하게 측정하기는 매우 어렵다. 이는, 외장재를 강하게 누르면서 측정한 사이즈는 작게 되고, 외장재를 살짝 누르면서 측정한 사이즈는 크게 되기 때문에, 측정대상이 같더라도 매번 측정된 사이즈가 달라지기 때문이다.
도 1은 종래기술에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치의 사시도로서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발되었다.
이 사이즈 측정 장치는, 배터리 셀(1)이 놓이는 베이스부(4)와, 베이스부(4)에 상대 위치가 고정된 고정블록(5)과, 고정블록(5)에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있는 가동블록(7)과, 고정블록(5)과 가동블록(7) 사이의 거리를 표시하는 디스플레이부(8)를 가지며, 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 사이즈를 측정할 때 가동블록(7)이 배터리 셀(1)의 측면을 미는 압력이 항상 일정하다.
즉, 배터리 셀(1)을 베이스부(4) 상에 올려두고 고정블록(5)의 기준면(6)에 배터리 셀(1)의 일측면을 밀착시킨 후에, 별도의 가동 스위치를 ON하여 가동블록(7)을 고정블록(5)을 향하여 이동시키면 가동블록(7)이 배터리 셀(1)의 타측면과 접촉하게 된다. 가동블록(7)이 배터리 셀(1)의 타측면을 지나치게 강하게 가압하면 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 사이즈가 작아지기 때문에, 가동블록(7)이 배터리 셀(1)의 타측면에 접촉하여 가압하다가 가동블록(7)에 감지되는 압력이 미리 정해진 압력에 도달하면 가동블록(7)이 멈추고, 바로 이 때의 고정블록(5)과 가동블록(7) 사이의 거리가 디스플레이부(8)에 표시된다.
이와 같이 종래기술에 따른 배터리 셀(1)의 사이즈 측정 장치는 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 사이즈는 정확하게 측정할 수 있으나, 배터리의 길이 방향(L) 사이즈를 측정하기에는 적합하지 않은데, 이는 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 일단부에는 통상적으로 테라스(2) 및 리드(3)가 형성되어 있기 때문이다.
즉, 도 1을 기준으로 배터리 셀(1)을 90도 회전시킨 상태에서 가동블록(7)이 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈를 측정하는 상황을 상정하면, 가동블록(7)이 리드(3) 또는 테라스(2)를 가압하면서 변형시키게 되어 배터리 셀(1)이 파손되기 때문에, 종래 기술에 따른 배터리 셀(1)의 사이즈 측정 장치로는 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈를 잴 수 없다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 배터리 셀의 폭 방향뿐만 아니라 길이 방향 사이즈도 측정할 수 있는 구조를 갖는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 사이즈의 배터리 셀의 길이 방향 사이즈를 측정하는 데에 적합한 구조를 갖는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치를 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치는: 배터리 셀이 놓이는 베이스부; 상기 베이스부와 수직한 제1 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제1 고정블록; 상기 베이스부 및 상기 제1 기준면 모두와 수직한 제2 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제2 고정블록; 상기 제1 기준면을 향하여 돌출 형성되어 상기 배터리 셀과 접촉할 수 있는 접촉 핸드를 가지며, 상기 접촉 핸드를 이용하여 상기 배터리 셀을 상기 제1 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P1)으로 밀어주는 제1 가동블록; 및 상기 배터리 셀을 상기 제2 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P2)으로 밀어주는 제2 가동블록;을 구비한다.
또한, 상기 접촉 핸드는 상기 제1 가동블록에 복수 개 형성되며, 상기 복수 개의 접촉 핸드는 상기 제1 기준면을 향하여 동일한 길이만큼 돌출된다.
또한, 상기 복수 개의 접촉 핸드는 서로 간격 조절이 가능하다.
또한, 상기 접촉 핸드는 표면이 전기절연성 재질로 형성된다.
또한, 상기 접촉 핸드의 상기 제1 기준면을 향하고 있는 단부는 상기 제1 기준면과 평행면으로 형성된다.
또한, 상기 배터리 셀의 사이즈 측정 장치는: 상기 제1 가동블록의 상기 제1 기준면에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향한 이동을 가이드 할 수 있도록 상기 제2 기준면과 평행한 제1 레일; 및 상기 제2 가동블록의 상기 제2 기준면에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향한 이동을 가이드 할 수 있도록 상기 제1 기준면과 평행한 제2 레일;을 더 구비한다.
또한, 상기 미리 정해진 압력(P1)과 상기 미리 정해진 압력(P2)은 동일하다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 폭 방향뿐만 아니라 길이 방향 사이즈도 측정할 수 있는 구조를 갖는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 다양한 사이즈의 배터리 셀의 길이 방향 사이즈를 측정하는 데에 적합한 구조를 갖는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치를 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 종래기술에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀의 사이즈 측정 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 배터리 셀의 사이즈 측정 장치로 배터리 셀의 길이를 측정하는 상태를 도시한다.
도 5는 접촉 핸드의 폭 방향 위치를 조정한 상태를 나타낸 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 셀의 사이즈 측정 장치(100)는, 배터리 셀(1)이 놓이는 베이스부(10)와, 제1 기준면(22)을 가지며 베이스부(10)에 상대위치가 고정된 제1 고정블록(20)과, 제2 기준면(32)을 가지며 베이스부(10)에 상대위치가 고정된 제2 고정블록(30)과, 배터리 셀(1)을 제1 기준면(22)을 향하여 미리 정해진 압력(P1)으로 밀어주는 제1 가동블록(40)과, 배터리 셀(1)을 제2 기준면(32)을 향하여 미리 정해진 압력(P2)으로 밀어주는 제2 가동블록(50)을 구비한다.
제1 고정블록(20)의 일측면인 제1 기준면(22)과 제2 고정블록(30)의 일측면인 제2 기준면(32)은 배터리 셀(1)의 사이즈 측정의 기준이 되는 면으로서, 도 3을 기준으로 하면 제1 기준면(22)은 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 측정의 기준면이 되고 제2 기준면(32)은 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 측정의 기준면이 된다.
제1 기준면(22)은 베이스부(10)와 수직하게 상방으로 연장되는 면이며, 제2 기준면(32)은 베이스부(10)에 수직하게 상방으로 연장됨과 함께 제1 기준면(22)과도 수직하게 형성되는 면이다.
제1 가동블록(40)은 제1 기준면(22)을 향하여 돌출 형성되어 배터리 셀(1)과 접촉할 수 있는 접촉 핸드(42)를 가지는데, 이 접촉 핸드(42)를 이용하여 배터리 셀(1)을 제1 기준면(22)을 향하여 밀어주는 역할을 수행한다. 그리고, 접촉 핸드(42)는 도 3에 도시된 것과 같이 제1 가동블록(40)에 복수 개 형성될 수 있다.
배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈라는 것은 리드(3)를 제외한 배터리 셀(1)의 외장재의 길이 방향(L) 사이즈를 의미하는 것인데, 만약 제1 가동블록(40)에 접촉 블록이 구비되지 않는다면 제1 가동블록(40)이 제1 기준면(22)을 향하여 이동하는 도중에 리드(3)와 접촉하게 되고, 이 상태에서 더 이동하면 결국 리드(3)가 구부러지거나 파손되는 문제가 발생하게 될 뿐만 아니라 배터리 셀(1)의 외장재의 정확한 길이 방향(L) 사이즈를 측정할 수도 없게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 제1 가동블록(40)은 접촉 핸드(42)를 구비하는 것이며, 제1 가동블록(40)이 배터리 셀(1)의 리드(3)를 향해 접근하더라도 제1 가동블록(40)이 리드(3)와 접촉하기 전에 접촉 핸드(42)가 배터리 셀(1)의 테라스(2)와 먼저 접촉하게 되어(도 4 참조), 제1 가동블록(40)에 의하여 배터리 셀(1)의 리드(3)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이 접촉 핸드(42)가 복수 개인 경우에는, 복수 개의 접촉 핸드(42)가 배터리 셀(1)의 테라스(2)와 복수 개의 지점에서 안정적으로 접촉한 상태에서 배터리 셀(1)을 제1 기준면(22)을 향하여 미는 것이 바람직하며, 이를 위해 복수 개의 접촉 핸드(42)는 제1 기준면(22)을 향하여 동일한 길이만큼 돌출될 수 있다.
한편, 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈를 측정하기 위하여 배터리를 베이스부(10)에 놓거나 제1 가동블록(40)을 이동시키는 도중에 실수로 접촉 핸드(42)가 리드(3)와 접촉하는 경우가 발생할 수 있는데, 만약 접촉 핸드(42)의 표면이 전기전도성 재질로 형성된 경우에는 리드(3)와 접촉 핸드(42)가 접촉된 순간 배터리와 접촉 핸드(42)가 폐회로를 형성하여 전기가 흐를 수 있고, 이로 인해 리드(3)나 접촉 핸드(42)가 녹는 등의 문제가 발생할 수 있다. 이에, 접촉 핸드(42) 표면을 전기절연성 재질로 형성하여 이러한 문제의 발생을 사전에 예방할 수 있다.
한편, 도 5는 도 4에 도시된 것보다 더 작은 폭 방향(W) 사이즈를 갖는 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈를 측정하는 것을 나타내는 개략도인데, 도 4에서의 접촉 핸드(42)의 위치는 점선으로 표시되어 있다. 도 5에서 점선으로 표시된 영역이 리드(3)와 겹쳐져 있는 것을 통해 알 수 있듯이 접촉 핸드(42)가 제1 가동블록(40)에 위치조정이 불가능하게 설치되어 있다면 길이 방향(L) 사이즈를 측정할 수 있는 배터리 셀(1)의 종류가 상당히 제한될 수 있다.
이에, 도 5에 도시된 것과 같이 복수 개의 접촉 핸드(42)를 서로 간격 조절 가능하게 형성하면, 길이 방향(L) 사이즈를 측정할 수 있는 배터리 셀(1)의 종류가 매우 다양해진다는 효과가 있다.
접촉 핸드(42)의 제1 기준면(22)을 향하고 있는 단부의 아래쪽 부분이 위쪽 부분보다 더 돌출되어 있거나 반대로 위쪽 부분이 아래쪽 부분보다 더 돌출되어 있다고 가정하고, 길이 방향(L) 사이즈가 서로 동일하되 두께가 다른 두 개의 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈를 측정하는 경우를 상정하기로 한다.
이 경우, 상대적으로 두께가 얇은 배터리 셀(1)의 테라스(2)는 접촉 핸드(42)의 단부 중 아래쪽 부분에 접촉하게 되고, 상대적으로 두께가 두꺼운 배터리 셀(1)의 테라스(2)는 접촉 핸드(42)의 단부 중 위쪽 부분에 접촉하게 된다. 즉, 동일한 길이 방향(L) 사이즈를 갖는 두 개의 배터리를 측정하더라도 실제로 측정되는 사이즈는 달라질 수 있다.
이러한 문제의 발생을 미연에 차단하기 위하여, 접촉 핸드(42)의 제1 기준면(22)을 향하고 있는 단부는 제1 기준면(22)과 평행면으로 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 베이스부(10)에는 제1 레일(60)과 제2 레일(70)이 형성될 수 있는데, 여기서, 제1 레일(60)은 제1 가동블록(40)이 제1 기준면(22)에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향하여 이동하는 것을 가이드 할 수 있도록 제2 기준면(32)과 평행하게 형성되며, 제2 레일(70)은 제2 가동블록(50)이 제2 기준면(32)에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향하여 이동하는 것을 가이드 할 수 있도록 제1 기준면(22)과 평행하게 형성된다.
이하에서는 도 2, 도 3, 및 도 4를 참조하여, 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈와 폭 방향(W) 사이즈를 측정하는 방법에 대하여 간단하게 설명하도록 한다
도 3에 도시된 것과 같이 배터리 셀(1)의 테라스(2) 반대편이 제1 기준면(22)을 바라보고, 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 측면이 제2 기준면(32)을 바라보도록 배터리 셀(1)을 베이스부(10)에 놓는다.
이후 스위치부(12)를 작동하여 제1 가동블록(40)의 접촉 핸드(42)가 테라스(2)에 닿게 하거나, 제2 가동블록(50)이 배터리 셀(1)의 측면에 닿게 한다.
제1 가동블록(40)은 배터리 셀(1)을 미리 정해진 압력(P1)까지만 밀게 되고, 제2 가동블록(50)도 배터리 셀(1)을 미리 정해진 압력(P2)까지만 밀게 되므로, 배터리 셀(1) 내부의 폴리머 셀의 큰 변형 없이 항상 일정한 압력으로 배터리 셀(1)의 외장재의 길이 방향(L) 및 폭 방향(W) 사이즈를 측정할 수 있다. 이 때, 미리 정해진 압력(P1)과 미리 정해진 압력(P2)을 동일하게 설정할 수 있다.
제1 가동블록(40)이 배터리 셀(1)을 밀다가 미리 정해진 압력(P1)에 다다르게 되었을 때 측정된 배터리 셀(1)의 길이 방향(L) 사이즈와, 제2 가동블록(50)이 배터리 셀(1)을 밀다가 미리 정해진 압력(P2)에 다다르게 되었을 때 측정된 배터리 셀(1)의 폭 방향(W) 사이즈가 디스플레이부(14)에 표시되며, 이를 통해 측정된 배터리 셀(1)의 사이즈를 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 배터리 셀 2 : 테라스
3 : 리드 10 : 베이스부
12 : 스위치부 14 : 디스플레이부
20 : 제1 고정블록 22 : 제1 기준면
30 : 제2 고정블록 32 : 제2 기준면
40 : 제1 가동블록 42 : 접촉핸드
50 : 제2 가동블록 60 : 제1 레일
70 : 제2 레일 100 : 배터리 셀의 사이즈 측정 장치

Claims (7)

  1. 배터리 셀이 놓이는 베이스부;
    상기 베이스부와 수직한 제1 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제1 고정블록;
    상기 베이스부 및 상기 제1 기준면 모두와 수직한 제2 기준면을 가지며 상기 베이스부에 상대위치가 고정된 제2 고정블록;
    상기 제1 기준면을 향하여 돌출 형성되어 상기 배터리 셀과 접촉할 수 있는 접촉 핸드를 가지며, 상기 접촉 핸드를 이용하여 상기 배터리 셀을 상기 제1 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P1)으로 밀어주는 제1 가동블록; 및
    상기 배터리 셀을 상기 제2 기준면을 향하여 미리 정해진 압력(P2)으로 밀어주는 제2 가동블록;을 구비한 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 핸드는 상기 제1 가동블록에 복수 개 형성되며, 상기 복수 개의 접촉 핸드는 상기 제1 기준면을 향하여 동일한 길이만큼 돌출된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 접촉 핸드는 서로 간격 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 핸드는 표면이 전기절연성 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 핸드의 상기 제1 기준면을 향하고 있는 단부는 상기 제1 기준면과 평행면으로 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 가동블록의 상기 제1 기준면에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향한 이동을 가이드 할 수 있도록 상기 제2 기준면과 평행한 제1 레일; 및
    상기 제2 가동블록의 상기 제2 기준면에 가까워지거나 멀어지는 방향을 향한 이동을 가이드 할 수 있도록 상기 제1 기준면과 평행한 제2 레일;을 더 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 압력(P1)과 상기 미리 정해진 압력(P2)은 동일한 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이즈 측정 장치.
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