KR20160051062A - 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법 - Google Patents

이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법에 관한 것으로서, 이차전지 셀이 안착되는 안착부가 마련되어 이차전지 모듈을 형성하기 위한 셀 프레임 상에 장착가능하고, 상기 안착부에 안착되며, 상기 이차전지 셀을 수용할 수 있도록 공간부를 형성하는 바디 프레임부와; 상기 바디 프레임부와 연결되고, 상기 이차전지 셀 장착 시 상기 이차전지 셀의 리드가 통과하도록 리드 수용부를 형성하는 리드 프레임부를 포함하며, 상기 이차전지 셀은 상기 공간부에 수용됨으로써 상기 안착부 내의 정해진 위치로 안내되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 셀 프레임 상에서 이차전지 셀이 가이드되며 안착되어 일정한 위치로 안착될 수 있다.

Description

이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법{Secondary Battery Cell Position JIG And Method For Installing Secondary Battery Cell}
본 발명은 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 셀 프레임 상에 이차전지 셀이 일정한 위치로 안착될 수 있도록 가이드하는 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 무선 기기제품과 전기 자전거, 전기자동차, 전동공구 등의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동용 전원으로서 사용되는 전지에 대해서 중요성이 증가되고 있고, 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 충방전이 가능한 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 정도 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이러한 이차전지는 다수의 단위 셀들이 구조적으로 결속되고, 전기적으로 직렬 혹은 병렬로 접속된 모듈 형태로 구성될 수 있다. 이차전지 모듈의 구성요소인 단위 셀로는 높은 밀집도로 충적됨으로써 사공간(dead space)의 크기를 줄일 수 있는 파우치형 이차전지 셀이 사용되고 있다. 이차전지 모듈을 구성함에 있어서, 이차전지 셀들의 기계적 체결과 전기적 연결을 용이하게 하기 위하여, 이차전지 셀들을 장착할 수 있는 셀 프레임이 사용되고 있다.
도 1은 이러한 이차전지 셀을 장착하기 위한 셀 프레임을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 셀 프레임(10)에는 이차전지 셀을 장착하기 위한 안착부(11)가 마련된다. 이러한 셀 프레임(10)의 안착부(11)에 파우치형 이차전지 셀이 복수 개 적층되고, 이들 이차전지 셀 간의 기계적인 체결 및 이차전지 셀의 리드 간 전기적 접속에 의하여 이차전지 모듈이 구성된다.
그러나 복수 개의 이차전지 셀이 셀 프레임(10) 상에 복수 개 안착될 때 안착을 가이드하기 위한 별도의 구성이 없으므로 안착 위치가 서로 상이할 수 있다. 복수 개의 이차전지 셀이 셀 프레임(10) 상에서 안착되는 위치가 서로 상이하면, 복수 개의 리드의 위치도 각각 상이하게 된다. 이에, 복수 개의 리드를 용접에 의해 전기적으로 접속함에 있어서, 리드의 위치가 서로 상이할 경우 용접 품질 저하를 초래한다. 또한 각각의 이차전지 셀이 정위치에 놓이지 않으면, 상단부의 이차전지 셀의 측면 쏠림 현상으로 인하여 품질 문제를 야기시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 셀 프레임 상에 이차전지 셀이 일정한 위치로 안착될 수 있도록 가이드하는 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그는, 이차전지 셀이 안착되는 안착부가 마련되어 이차전지 모듈을 형성하기 위한 셀 프레임 상에 장착가능하고, 상기 안착부에 안착되며, 상기 이차전지 셀을 수용할 수 있도록 공간부를 형성하는 바디 프레임부와; 상기 바디 프레임부와 연결되고, 상기 이차전지 셀 장착 시 상기 이차전지 셀의 리드가 통과하도록 리드 수용부를 형성하는 리드 프레임부를 포함하며, 상기 이차전지 셀은 상기 공간부에 수용됨으로써 상기 안착부 내의 정해진 위치로 안내되는 것을 특징으로 한다.
이에, 이차전지 셀이 셀 포지션 지그에 의한 공간부로 안내되며 셀 프레임 상에 장착될 수 있다.
본 발명에서, 상기 공간부는 상기 이차전지 셀이 장착되는 방향을 따라서 면적이 점점 감소하는 것이 바람직하다.
이에, 이차전지 셀이 안착부로 자연스럽게 안내되며 장착되도록 할 수 있다.
본 발명에서, 상기 리드 프레임부는 상기 셀 프레임보다 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
이에, 리드 프레임부의 돌출 부분에 의하여 셀 프레임 상에 이차전지 셀 포지션 지그의 장착 및 이탈이 용이하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그 및 이차전지 셀 안착 방법에 따르면, 셀 프레임 상에 이차전지 셀이 일정한 위치로 안착될 수 있다.
도 1은 셀 프레임을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그 및 셀 프레임을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그의 단면 일부를 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지 셀 안착 방법의 순서를 도시한 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그를 이용하여 이차전지 셀을 안착시키는 모습을 도시한 도면.
도 9내지 도 11은 본 발명에 다른 이차전지 셀 포지션 지그를 이용하여 이차전지 셀을 안착시킬 때의 리드 프레임부를 확대 도시한 도면.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 먼저 이차전지 셀 포지션 지그를 설명한 후, 이차전지 셀 포지션 지그를 이용하여 이차전지 셀을 안착시키는 이차전지 셀 안착 방법을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 셀 포지션 지그(20)는 셀 프레임(10) 상에 장착가능하고, 이차전지 셀(1)이 통과할 수 있는 공간부(21')를 형성하는 바디 프레임부(21)와; 바디 프레임부(21)와 일체로 형성되고, 이차전지 셀(1) 장착 시 이차전지 셀(1)의 리드가 통과하도록 리드 수용부(23')를 형성하는 리드 프레임부(23)를 포함한다.
바디 프레임부(21)는 셀 프레임(10)에 안착되며, 가운데가 중공으로 마련되어 이차전지 셀(1)이 통과할 수 있는 공간부(21')를 형성한다. 바디 프레임부(21)가 형성하는 공간부(21')는 이차전지 셀(1)이 셀 프레임(10)의 안착부(11)에 안착되는 부분과 대응되는 형상 및 크기이다. 이에, 셀 프레임(10)에 이차전지 셀 포지션 지그(20)가 안착되고, 바디 프레임부(21)에 의해 형성되는 공간부(21')를 이차전지 셀(1)이 통과하며 셀 프레임(10)의 안착부(11)에 안착된다. 따라서, 셀 프레임(10) 상의 이차전지 셀(1)이 가이드되며 안착되어 위치가 일정할 수 있다.
리드 프레임부(23)는 바디 프레임부(21)와 일체로 형성된다. 리드 프레임부(23)는 셀 프레임(10) 상에 안착되는 이차전지 셀(1)의 리드가 통과할 수 있는 리드 수용부(23')를 형성한다. 즉, 이차전지 셀(1)이 셀 프레임 상(10)에 안착될 때, 리드가 셀 프레임(10)의 바깥으로 돌출되며 안착된다(도 11 참조). 이와 같이 셀 프레임(10) 바깥으로 돌출되는 리드가 리드 수용부(23')를 통과하며 안착되도록 리드 프레임부(23)는 가운데가 중공으로 마련된다.
이차전지 셀 포지션 지그(20)가 셀 프레임(10) 상에 장착되거나 셀 프레임(10)으로부터 이탈될 때, 이를 용이하게 하기 위하여 리드 프레임부(23)는 셀 프레임(10)보다 돌출되도록 형성된다. 즉, 이차전지 셀 포지션 지그(20)를 셀 프레임(10) 상에 장착하거나 셀 프레임(10)으로부터 이탈시킬 때, 리드 프레임부(23)를 잡고 이차전지 셀 포지션 지그(20)를 움직일 수 있도록, 리드 프레임부(23)는 셀 프레임(10)보다 길이방향으로 돌출되도록 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 바디 프레임부(21)에 의해 형성되는 공간부(21')는 이차전지 셀(1)이 장착되는 방향을 따라서 면적이 점점 감소하는 것이 바람직하다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 바디 프레임부(21)가 테이퍼 형성되어 공간부(21')가 이차전지 셀(1)이 장착되는 방향을 따라서 면적이 점점 감소하도록 마련됨에 따라 이차전지 셀(1)이 자연스럽게 위치를 잡으며 안착되도록 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 이차전지 셀 안착 방법을 도면을 참조하여 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 셀 안착 방법은, 셀 포지션 지그 장착 단계(S1)와, 셀 안착 단계(S2)와, 셀 포지션 지그 이탈 단계(S3)를 포함하여 이루어진다.
셀 포지션 지그 장착 단계(S1)는, 이차전지 셀(1)이 안착되는 셀 프레임(10) 상에 이차전지 셀 포지션 지그(20)를 장착하는 단계이다. 셀 포지션 지그 장착 단계(S1)에서는 이차전지 셀 포지션 지그(20)가 안착부(11)의 가장자리에 위치하도록 안착시킨다(도 5 및 도 9 참조). 이에, 이차전지 셀 포지션 지그(20)의 바디 프레임부(21)가 형성하는 공간부(21')와 셀 프레임(10) 상의 안착부(11)가 대응된다. 한편, 셀 포지션 지그 장착 단계(S1)에서는 셀 프레임(10)보다 돌출되어 구비되는 리드 프레임부(23)를 잡고 셀 프레임(10) 상에 안착되도록 한다.
셀 포지션 지그 장착 단계(S1) 후, 셀 안착 단계(S2)를 통하여 이차전지 셀(1)을 셀 프레임(10)에 안착시킨다. 즉, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 셀 안착 단계(S2)는 이차전지 셀(1)을 이차전지 셀 포지션 지그(20)에 의해 형성되는 공간부(21')와 리드 수용부(23')를 통과시켜 셀 프레임(10) 상에 안착시키는 단계이다. 이에, 이차전지 셀 포지션 지그(20)에 의하여 이차전지 셀(1)이 가이드되며 셀 프레임(10) 상의 일정한 위치에 안착된다(도 10 참조). 한편, 이차전지 셀 포지션 지그(20)는 이차전지 셀(1)이 안착되는 방향을 따라서 공간부(21')의 면적이 점점 감소되도록 테이퍼 형성되어 있다(도 3 참조). 이에, 이차전지 셀(1)은 자연스럽게 셀 프레임(10)의 안착부(11)에 위치를 잡으며 안착된다. 이와 같은 방법으로 셀 프레임(10) 상에 복수 개의 이차전지 셀(1)은 위치를 일정하게 가이드하며 적층된다.
셀 포지션 지그 이탈 단계(S3)는 셀 프레임(10)으로부터 이차전지 셀 포지션 지그(20)를 이탈시키는 단계이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 셀 포지션 지그 이탈 단계(S3)는 셀 프레임(10)에 이차전지 셀(1)의 안착이 완료된 후, 이차전지 셀 포지션 지그(20)를 셀 프레임(10)으로부터 이탈시킨다. 이 때, 복수 개 적층된 이차전지 셀(1)은 이차전지 셀 포지션 지그(20)의 공간부(21')를 한번 더 통과하게 되고, 이에 따라 자연스럽게 이차전지 셀 포지션 지그(20)에 의하여 이차전지 셀(1)의 안착 위치가 다시 한번 정렬된다(도 11 참조).
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 셀 프레임
20: 셀 포지션 지그
21: 바디 프레임부
23: 리드 프레임부

Claims (6)

  1. 이차전지 셀이 안착되는 안착부가 마련되어 이차전지 모듈을 형성하기 위한 셀 프레임 상에 장착가능하고,
    상기 안착부에 안착되며, 상기 이차전지 셀을 수용할 수 있도록 공간부를 형성하는 바디 프레임부와;
    상기 바디 프레임부와 연결되고, 상기 이차전지 셀 장착 시 상기 이차전지 셀의 리드가 통과하도록 리드 수용부를 형성하는 리드 프레임부를 포함하며,
    상기 이차전지 셀은 상기 공간부에 수용됨으로써 상기 안착부 내의 정해진 위치로 안내되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 포지션 지그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 공간부는 상기 이차전지 셀이 장착되는 방향을 따라서 면적이 점점 감소하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 포지션 지그.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 리드 프레임부는 상기 셀 프레임보다 돌출되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 포지션 지그.
  4. 이차전지 셀이 안착되는 안착부가 마련되어 이차전지 모듈을 형성하기 위한 셀 프레임 상에 셀 포지션 지그를 장착하는 셀 포지션 지그 장착 단계;
    상기 셀 포지션 지그의 공간부로 상기 이차전지 셀이 안착되는 셀 안착 단계;
    상기 셀 프레임으로부터 상기 셀 포지션 지그를 이탈시키는 셀 포지션 지그 이탈 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 안착 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 셀 포지션 지그 장착 단계는
    상기 셀 포지션 지그를 안착부의 가장자리에 안착시켜 상기 셀 포지션 지그의 공간부와 상기 안착부가 대응되도록 하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 안착 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 셀 포지션 지그는 상기 이차전지 셀의 리드와 대응되는 형상이며, 상기 셀 프레임보다 돌출되어 형성되는 리드 프레임부를 포함하고,
    상기 셀 포지션 지그 장착 단계 및 상기 셀 포지션 지그 이탈 단계 시 상기 리드 프레임부를 잡고 상기 셀 포지션 지그를 상기 셀 프레임에 장착하거나 상기 셀 프레임으로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 안착 방법.
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