KR20160107570A

KR20160107570A - 이차전지 셀 정렬장치

Info

Publication number: KR20160107570A
Application number: KR1020150030480A
Authority: KR
Inventors: 허준우; 신영준; 남상봉; 김혁수; 구대근; 안창범; 박희윤; 유덕현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2016-09-19
Also published as: KR101823198B1

Abstract

본 발명은 이차전지 셀 정렬장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 이차전지 셀 정렬장치는 가이드 통로가 형성되는 호퍼; 낙하하는 이차전지 셀이 상기 가이드 통로 내에서 순서대로 적층되도록 지지한 상태로 상기 이차전지 셀을 정렬하는 정렬이송부; 정렬된 복수 개의 이차전지 셀이 상기 정렬이송부로부터 공급되어 적층되는 스택저장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오정렬 없이 이차전지 셀을 적층할 수 있는 이차전지 셀 정렬장치가 제공된다.

Description

이차전지 셀 정렬장치{APPARATUS FOR ALIGNING SECONDARY BATTERY CELL}

본 발명은 이차전지 셀 정렬장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차전지 셀을 정렬된 상태로 적층시킬 수 있는 이차전지 셀 정렬장치에 관한 것이다.

근래에는 다양한 모바일 및 멀티 컨텐츠 이용을 위해 이동이 가능한 에너지원이 요구되고 있다. 이러한 요구에따라 리튬 이차전지가 사용되어 왔으며, 시간이 지날수록 소비자들은 더 큰 용량의 에너지를 필요로 하고 있다.

일반적으로 이러한 이차전지를 제작하기 위해서는 먼저 이차전지 셀을 개별적으로 제작하고, 이러한 이차전지 셀을 반복적으로 적층하여야 한다. 다만 적층과정에서 여러가지 요인으로 인하여 이차전지 셀 간의 오정렬이 발생하고, 이로 인하여 불량이 발생하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오정렬 없이 이차전지 셀을 적층할 수 있는 이차전지 셀 정렬장치를 제공함에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 가이드 통로가 형성되는 호퍼; 낙하하는 이차전지 셀이 상기 가이드 통로 내에서 순서대로 적층되도록 지지한 상태로 상기 이차전지 셀을 정렬하는 정렬이송부; 정렬된 복수 개의 이차전지 셀이 상기 정렬이송부로부터 공급되어 적층되는 스택저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.에 의해 달성된다.

또한, 상기 정렬이송부는 상기 이차전지 셀이 정렬되도록 상기 가이드 통로 내에서 상기 이차전지 셀을 반복적으로 승강시킬 수 있다.

또한, 상기 정렬이송부는, 상기 가이드 통로보다 큰 수용공간이 형성되는 프레임부; 상기 이차전지 셀을 지지하도록 상기 프레임부로부터 연장되어 상기 수용공간 측으로 돌출되며, 상하로 진동하는 포크부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 포크부재는 복수개가 상기 프레임부를 따라서 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 호퍼는 상기 가이드 통로가 형성되는 본체부; 상기 가이드 통로 상에 형성되어 상기 이차전지 셀의 둘레면을 가이드하는 가이드 블럭;을 포함할 수 있다.

또한,상기 가이드 블럭은 복수개가 상기 본체부를 따라서 상호 이격되게 배치되며, 이격 공간에는 상기 이차전지 셀 낙하시에 상기 포크부재가 삽입될 수 있다.

또한, 상기 스택저장부는 판형상의 베이스부재; 복수개가 상기 베이스부재로부터 외측으로 돌출되되, 상기 포크부재가 통과하는 공간이 형성되도록 상호 이격되는 암부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 암부 각각은 상기 복수개의 가이드 블럭 각각의 수직 하방에 위치할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지 셀을 정렬한 상태로 적층시킬 수 있는 이차전지 셀 정렬장치가 제공된다.

또한 이차전지 셀의 적재와 정렬이 동시에 이루어지도록 할 수 있다.

또한 이차전지 셀을 반복적으로 승강시킴으로써 정렬의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 포크부재가 암부 사이에 형성되는 공간에 삽입되는 구조로 구성됨으로써 정렬이송부가 스택저장부의 하측으로 원활히 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지 셀 정렬장치의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 개략적인 분해사시도이고,
도 3은 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 평면도이고,
도 4는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 정렬 이송부를 도시한 것이고,
도 5는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 호퍼 내에서 이차전지 셀이 정렬되는 동작 원리를 도시한 것이고,
도 6은 도 5의 이차전지 셀 정렬장치에 의하여 이차전지 셀의 정렬시 평면도이고,
도 7은 도 5의 이차전지 셀 정렬장치로부터 정렬이 완료된 상태의 이차전지 셀이 스택저장부 상에 적재되는 동작 원리를 도시한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지 셀 정렬장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지 셀 정렬장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 개략적인 분해사시도이고, 도 3은 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지 셀 정렬장치는 이송되는 이차전지 셀을 오정렬 없이 적재하기 위한 설비로서, 호퍼(110)와 정렬이송부(120)와 스택저장부(130)를 포함한다.

상기 호퍼(110)는 후술하는 정렬이송부(120) 상에 이차전지 셀(10)을 적재하기 전부터 적재한 상태로 통과시킴으로써 이차전지 셀(10)의 정렬을 가이드하기 위한 것으로서, 본체부(111)와 가이드 블럭(114)을 포함한다.

상기 본체부(111)는 후술하는 가이드 블럭(114)을 고정시키기 위하여 복수 개의 프레임 구조물(112)을 포함하는 것로서, 이차전지 셀(10)이 통과하여 정렬될 수 있도록 가이드 역할을 하는 가이드 통로(113)를 형성한다. 상술한 프레임 구조물(112)이 서로 결합하여 전체적으로는 사각형 틀의 구조로 마련되며, 중앙에 가이드 통로(113)가 형성된다.

한편, 본체부(111) 및 여기에 형성되는 가이드 통로(113)는 소정 간격 반복적으로 승강하는 복수 개의 이차전지 셀(10)이 이탈하지 않고 수용될 수 있을 정도의 높이를 갖는다.

상기 가이드 블럭(114)은 상술한 본체부(111)의 가이드 통로(113)에 형성되어, 이차전지 셀(10)의 둘레면을 직접적으로 가이드하는 부재이다. 즉, 가이드 블럭(114)은 복수개로 마련되어 본체부(111)의 내측 둘레면으로부터 돌출되며, 보다 정밀한 정렬 작업이 이루어질 수 있도록 복수 개 가이드 블럭(114)의 종단부를 연결하는 가상의 윤곽선이 이차전지 셀(10)의 테두리에 대응되도록 하는 것이 바람직하다.

또한 가이드 블럭(114)은 본체부(111)의 내측 둘레면을 따라 서로 이격되게 배열되며, 후술하는 정렬이송부(120)의 포크부재(123)는 가이드 블럭(114) 사이의 공간에 삽입된 상태로 반복적으로 승강하도록 제어된다.

한편 본 실시예에서 가이드 블럭(114)은 전체적으로 사각형 단면을 갖는 것이나, 가이드 블럭(114)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니고 이차전지 셀(10)의 면적, 가이드 통로의 면적 등을 종합적으로 고려하여 결정될 수 있다.

따라서, 상술한 구조에 의하면 이차전지 셀(10)은 가이드 통로(113) 상에서 반복적으로 승강하면서 가이드 블럭(114)에 의하여 둘레면이 가이드 됨으로써 정렬된다. 보다 상세한 이차전지 셀(10)의 정렬 원리에 대하여는 후술한다.

도 4는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 정렬 이송부를 도시한 것이다.

도 4를 참조하여 설명하면, 상기 정렬이송부(120)는 낙하한 이차전지 셀(10)을 임시적으로 적재한 상태로 반복적으로 승강시켜 정렬에 필요한 동력을 제공하는 것으로서, 프레임부(121)와 포크부재(123)와 구동부(124)를 포함한다.

상기 프레임부(121)는 후술하는 포크부재(123)를 지지하는 구조물로서, 내부에 호퍼(110)를 수용할 수 있도록 사각형 단면의 수용공간(122)을 형성한다.

프레임부(123)는 네 개의 빔구조물이 직사각형을 이루는 것으로, 내부에 상술한 수용공간(122)이 형성된다.

상기 포크부재(123)는 이차전지 셀(10)과 직접적으로 접촉하여 지지하기 위한 것으로서, 복수 개가 프레임부(121)의 내측면으로부터 돌출되게 마련된다.

프레임부(121)가 이차전지 셀(10)을 정렬하기 위하여 승강하는 경우에 포크부재(123)는 인접하게 배열된 가이드 블럭(114)과 가이드 블럭(114)의 사이 공간에 삽입된 상태를 유지하며, 포크부재(123)의 종단부는 가이드 블럭(114)보다 가이드 통로(113) 측으로 더 돌출된다.

또한 본 실시예에서 포크부재(123)의 개수는 가이드 블럭(114) 사이의 공간의 개수에 대응되도록 마련되나, 여기에 제한되는 것은 아니고, 포크부재(123)는 이차전지 셀(10)의 중량, 포크부재(123)에 적재될 최종 이차전지 셀(10)의 개수 등을 고려하여 이차전지 셀(10)을 안정적으로 지지할 수 있을 정도의 개수로 마련된다.

상기 구동부(124)는 상술한 프레임부(121) 및 포크부재(123)를 승강시키기 위하여 구동력을 제공하는 것이다.

상기 스택저장부(130)는 정렬 및 적층이 최종적으로 완료된 이차전지 셀(10) 스택이 적재되기 위한 공간을 제공하는 것으로서, 베이스부(131)와 암부(132)를 포함한다.

상기 베이스부(131)는 이차전지 셀(10) 스택이 실질적으로 적재되는 공간으로서, 사각 판형으로 마련된다.

상기 암부(132)는 적재되는 이차전지 셀(10) 스택의 테두리에 접촉하여 이차전지 셀(10)을 지지하는 것으로서, 베이스부(131)로부터 외측으로 돌출된다. 암부(132)는 이차전지 셀(10) 스택의 테두리를 감싸도록 종단부가 상측으로 절곡되는 구조를 갖는다.

또한 암부(132)는 복수 개가 베이스부(131)의 테두리를 따라서 상호 이격되게 마련되며, 정렬된 이차전지 셀(10)을 적재한 정렬이송부(120)의 포크부재(123)의 단부가 이웃하는 암부(132)의 사이 공간을 통과하면서 이동한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지 셀 정렬장치의 작동에 대하여 설명한다.

도 5는 도 1의 이차전지 셀 정렬장치의 호퍼 내에서 이차전지 셀이 정렬되는 동작 원리를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 이차전지 셀 정렬장치에 의하여 이차전지 셀의 정렬시 평면도이다.

먼저 소정의 이송장치로부터 이송되어 적층 및 정렬 대상이 되는 이차전지 셀(10)이 이송부를 이탈하여 본 실시예의 이차전지 셀 정렬창치(100) 측으로 낙하한다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이탈한 이차전지 셀(10)은 호퍼(110)의 가이드 통로(113) 내로 낙하하나, 호퍼(110)를 완전히 통과하지 않는다.

이는 가이드 통로(110) 내에서 정렬이송부(120)의 포크부재(123)가 위치하여 낙하하는 이차전지 셀(10)을 지지하여 완전히 통과하는 것을 막기 때문이다. 따라서 이차전지 셀(10)은 가이드 통로(110) 내에서 포크부재(123)의 단부에 의하여 지지된 상태를 유지하며, 후속으로 낙하하는 이차전지 셀(10)은 포크부재(123)에 지속적으로 적재된다.

이차전지 셀(10)의 적재와 동시에 포크부재(123)를 포함하는 정렬이송부(120)는 반복적으로 승강한다. 반복되는 승강운동에 의하여 포크부재(123) 상에 임시적으로 적재되는 복수 개의 이차전지 셀(10) 역시 승강한다. 이때 포크부재(123)는 서로 인접하게 배열되는 가이드 블럭(114)과 가이드 블럭(114) 사이의 공간 내에 삽입되어 다른 구조물의 방해 없이 승강할 수 있다.

승강 시에 이차전지 셀(10)의 테두리면은 가이드 블럭(114)에 의하여 가이드되고, 이로 인하여 이차전지 셀(10)의 위치가 정해진 위치 및 구조로 정렬된다. 특히 본 실시예에서는 정렬이송부(120)의 반복적인 승강 동작에 의하여 이차전지 셀(10)은 여러 차례에 걸쳐 정렬이 지속적으로 이루어지게 되고, 보다 정교한 정렬이 이루어질 수 있다.

따라서 이차전지 셀(10)은 낙하시에 가이드 블럭(114)에 의하여 가이드 됨으로써 1차 정렬되고, 정렬이송부(120)의 반복 승강 동작에 의하여 2차적으로 정렬됨으로써, 오정렬 가능성을 최소화할 수 있는 것이다.

도 7은 도 5의 이차전지 셀 정렬장치로부터 정렬이 완료된 상태의 이차전지 셀이 스택저장부 상에 적재되는 동작 원리를 도시한 것이다.

포크부재(123) 상에 정해진 개수의 이차전지 셀(10)이 적층되어 이차전지 셀(10) 스택이 완성되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 정렬이송부(120) 전체는 하방으로 이동하며 스택저장부(130)를 통과한다. 이때, 정렬이송부(120)의 프레임부(121)는 스택저장부(130)를 둘러싸며 통과하고, 정렬이송부(120)의 포크부재(1230)는 스택저장부(130)에 형성되는 암부(132) 간의 공간을 통과한다.

다만 포크부재(123)가 암부(132)를 통과할 때 포크부재(123) 상에 임시적으로 적재되어 있던 이차전지 셀(10) 스택은 암부(132)에 지지되어 하강을 멈추게 되고, 포크부재(123)만이 암부(132)를 통과한다. 따라서 정렬 및 적층이 완료된 이차전지 셀(10) 스택은 스택저장부(130) 상에 적재된다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

110 : 호퍼 111 : 본체부
114 : 가이드 블럭 120 : 정렬이송부
121 : 프레임부 123 : 포크부재
130 : 스택저장부 131 : 베이스부
132 : 암부

Claims

가이드 통로가 형성되는 호퍼;
낙하하는 이차전지 셀이 상기 가이드 통로 내에서 순서대로 적층되도록 지지한 상태로 상기 이차전지 셀을 정렬하는 정렬이송부;
정렬된 복수 개의 이차전지 셀이 상기 정렬이송부로부터 공급되어 적층되는 스택저장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제1항에 있어서,
상기 정렬이송부는 상기 이차전지 셀이 정렬되도록 상기 가이드 통로 내에서 상기 이차전지 셀을 반복적으로 승강시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제2항에 있어서,
상기 정렬이송부는,
상기 가이드 통로보다 큰 수용공간이 형성되는 프레임부; 상기 이차전지 셀을 지지하도록 상기 프레임부로부터 연장되어 상기 수용공간 측으로 돌출되며, 상하로 진동하는 포크부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제3항에 있어서,
상기 포크부재는 복수개가 상기 프레임부를 따라서 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제4항에 있어서,
상기 호퍼는
상기 가이드 통로가 형성되는 본체부; 상기 가이드 통로 상에 형성되어 상기 이차전지 셀의 둘레면을 가이드하는 가이드 블럭;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제5항에 있어서,
상기 가이드 블럭은 복수개가 상기 본체부를 따라서 상호 이격되게 배치되며, 이격 공간에는 상기 이차전지 셀 낙하시에 상기 포크부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스택저장부는
판형상의 베이스부재; 복수개가 상기 베이스부재로부터 외측으로 돌출되되, 상기 포크부재가 통과하는 공간이 형성되도록 상호 이격되는 암부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.
제7항에 있어서,
상기 복수개의 암부 각각은 상기 복수개의 가이드 블럭 각각의 수직 하방에 위치하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀 정렬장치.