KR20160143242A - Electrode Terminal Welding Apparatus - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for welding an electrode terminal, and more specifically, to an apparatus for welding electrode terminals of battery cells, in which an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is embedded in a battery case together with an electrolyte and has the electrode terminals formed therein, to electrically connect the electrode terminals to each other. The apparatus comprises: a battery cell receiving jig, as a battery cell receiving jig having battery cells mounted therein, having at least a portion of the battery cells arranged and mounted in a length direction while the battery terminals protrude in a lateral direction with respect to the ground; a conveyor transferring the battery cell receiving jig to weld the electrode terminals; first and second welding units having spot devices disposed on both sides of the conveyor to face each other and performing welding, and spaced apart from each other at regular intervals; fixing blocks disposed on the first and second welding units, respectively, and fixing welded portions of the battery terminals to a welded portion of the battery cell receiving jig; and stoppers stopping transfer of the first and second welding units on the conveyor before transferring the first and second welding units to welding positions.

Description

전극단자 용접 장치 {Electrode Terminal Welding Apparatus}Electrode Terminal Welding Apparatus

본 발명은 전극단자 용접 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode terminal welding apparatus.

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, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, which is proposed as a solution for air pollution in existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels.

따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Therefore, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to many fields and products in the future.

이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.Such a secondary battery may be classified as a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery depending on the configuration of an electrode and an electrolytic solution. The amount of the lithium ion polymer battery Is growing. 2. Description of the Related Art Generally, a secondary battery includes a cylindrical battery and a prismatic battery in which an electrode assembly is embedded in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of a battery case, and a pouch type battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch- .

전극조립체는 양극 탭들 및 음극 탭들이 일측 방향으로 돌출되어 있거나, 또는 일측에 양극 탭들이 돌출되어 있고 그 대향측에 음극 탭들이 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 이에 따라 전지케이스의 상변에 양극 단자 및 음극 단자가 돌출되어 있거나, 또는 상변에 양극 단자가 돌출되어 있고 하변에 음극 단자가 돌출되어 있다.The electrode assembly has a structure in which the positive electrode tabs and the negative electrode tabs are protruded in one direction or the positive electrode tabs are protruded on one side and the negative electrode tabs are protruded on the opposite side. The negative terminal is protruded or the positive terminal is protruded on the upper side and the negative terminal is protruded on the lower side.

도 1에는 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a schematic view of a prismatic battery incorporating a conventional jelly-roll type electrode assembly.

도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 전극조립체(10)가 각형의 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(예를 들어, 음극단자: 32)가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, the prismatic battery 50 includes an electrode assembly 10 housed in a rectangular metal case 20 and having a protruding electrode terminal (for example, a negative electrode terminal 32 And a top cap 30 is formed on the bottom surface of the top cap 30.

전극조립체(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 전극조립체(10)의 또 다른 전극(예를 들어, 양극)은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄 및 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다.The negative electrode of the electrode assembly 10 is electrically connected to the lower end of the negative electrode terminal 32 on the top cap 30 through the negative electrode tab 12. The negative electrode terminal 32 is electrically connected to the top cap 30 by the insulating member 34, (30). On the other hand, another electrode (for example, an anode) of the electrode assembly 10 is electrically connected to the top cap 30 whose anode tab 14 is made of a conductive material such as aluminum and stainless steel, And forms a bipolar terminal by itself.

또한, 전극 탭들(12, 14)을 제외하고 전극조립체(10)와 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 전극조립체(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 장착하고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라서 용접으로 이들을 결합한다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 금속 볼(도시하지 않음)을 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 완성된다.In order to ensure the electrical insulation between the electrode assembly 10 and the top cap 30 except for the electrode tabs 12 and 14, a sheet-like insulating member 40 And then the top cap 30 is mounted and welded along the contact surfaces of the top cap 30 and the case 20. [ Then, an electrolyte is injected through the electrolyte injection port 43, a metal ball (not shown) is welded and sealed, and a welded portion is coated with epoxy or the like to complete the battery.

상기와 같은 전지셀들의 전극단자들을 용접하기 위해 초기 작업자들이 각각의 전극단자측에서 니켈 플레이트를 정렬해서 스폿 용접 장치에 제공하여 용접하면 다른 작업자들이 용접된 셀을 검사하고 초기 작업자에게 돌려보내는 과정으로 인해 다수의 인원과 제조 시간이 오래 걸리게 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다.In order to weld the electrode terminals of the battery cells as described above, the initial worker arranges the nickel plates on the electrode terminal side and supplies the nickel plates to the spot welding apparatus so that the other workers inspect the welded cells and return them to the initial operator And the manufacturing time is long because of a large number of personnel, which leads to a problem of deteriorating the productivity.

또한, 종래에는 니켈 플레이트를 정렬하여 용접을 수행하고 있으나 전지셀의 상단과 하단의 대칭 용접만 가능하다는 문제가 있다.In addition, although the conventional nickel plate is aligned and welded, there is a problem that only the upper and lower ends of the battery cell can be symmetrically welded.

게다가, 종래에는 용접을 수행할 때 한쪽에서만 용접을 수행하여 생산성에 문제가 있다.In addition, in the prior art, when welding is performed, welding is performed only at one side, thereby causing a problem in productivity.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은 전극단자들을 용접하기 위해 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀들을 전지셀 수납 지그에 수납하고, 전지셀 수납 지그를 투입부와 배출부가 분리된 용접 장치에 투입하여 용접을 수행한다. 또한, 전지셀 수납 지그의 양방향에서 용접을 수행함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 용접 장치를 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a battery cell storage jig in which battery cells having electrode terminals formed therein for welding electrode terminals are housed in a battery cell storage jig, and a battery cell storage jig is inserted into a separate welding device, . Another object of the present invention is to provide a welding apparatus capable of improving the productivity by performing welding in both directions of the battery cell housing jig.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극단자 용접 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode terminal welding apparatus,

양극, 음극, 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있고 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀들의 전극단자들을 전기적 연결을 위해 용접하는 장치로서,An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is installed in a battery case together with an electrolytic solution, and electrode terminals of battery cells having electrode terminals are welded for electrical connection,

전지셀들이 내부에 장착되는 전지셀 수납 지그로서, 전지단자들이 지면에 대해 측면 방향으로 돌출된 상태로 적어도 일부 전지셀들이 길이 방향으로 배열 장착되는 전지셀 수납 지그; A battery cell storage jig in which battery cells are mounted, comprising: a battery cell storage jig in which at least some battery cells are arranged in a longitudinal direction with battery terminals protruding in a lateral direction with respect to the paper;

전극단자들의 용접을 위해 전지셀 수납 지그를 이송하는 컨베이어;A conveyor for conveying the battery cell storage jig for welding electrode terminals;

용접을 수행하는 스폿 장치들이 컨베이어의 양 측면에서 서로 대면하여 위치해 있고, 소정의 간격으로 이격되어 있는 제 1 및 제 2 용접부들;First and second welds spaced apart from each other at opposite sides of the conveyor by spot devices performing welding;

제 1 및 제 2 용접부들에 각각 위치하고 전지단자들의 용접 부위를 상기 전지셀 수납 지그의 용접 부위를 밀착 고정하는 고정 블록; 및A fixing block which is respectively located in the first and second welds and fixes the welded portion of the battery terminals to the welded portion of the battery cell storage jig; And

전지셀 수납 지그가 제 1 및 제 2 용접부들의 용접 위치로 이송하기 이전에 컨베이어 상에서의 이송을 정지하는 스토퍼들을 포함하고 있는 구조로 구성되어 있다.And stoppers for stopping the transfer on the conveyor before the battery cell storage jig is transferred to the welding position of the first and second welds.

즉, 본 발명에 따른 전극단자 용접 장치는, 전지셀들을 전지셀 수납 지그에 수납하고 전지셀 수납 지그를 투입부와 배출부가 분리된 용접 장치에 투입하여 용접을 수행함으로써 다수의 인원과 제조 시간이 오래 걸리게 되어 생산성이 저하되는 문제를 해결하여 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.That is, in the electrode terminal welding apparatus according to the present invention, the battery cells are housed in the battery cell housing jig, and the battery cell housing jig is inserted into the welding apparatus in which the charging unit and the discharging unit are separated, It is possible to solve the problem that productivity is deteriorated because it takes a long time, and productivity is improved.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 각형의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 전지셀일 수 있다.In one specific example, the battery cell may be a prismatic battery cell in which an electrode assembly is embedded in a rectangular battery case.

본 발명에 따르면, 상기 전지셀 수납 지그는 전지셀들을 상부로부터 덮는 상부 커버, 지그 본체, 및 전지셀들을 내부에 수용하는 하부 커버로 구성되어 있는 구조일 수 있다.According to the present invention, the battery cell storage jig may be configured to include an upper cover for covering the battery cells from above, a jig body, and a lower cover for accommodating the battery cells therein.

경우에 따라서, 상기 전지셀 수납 지그는 개폐를 위한 힌지 구조를 포함할 수 있다.In some cases, the battery cell storage jig may include a hinge structure for opening and closing.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀 수납 지그는 이송 중에 상부 커버가 지그 본체와 밀착하도록 상부 커버의 일 측면에 자석을 포함하고 있는 구조일 수 있다.In one specific example, the battery cell housing jig may have a structure including a magnet on one side of the upper cover so that the upper cover is in close contact with the jig body during transportation.

상기 전지셀들은 지면을 기준으로 높이 방향으로 적층된 상태에서 이송 방향인 길이 방향으로 측면 배열된 구조로 전지셀 수납 지그에 장착되어 있는 구조일 수 있다.The battery cells may have a structure in which the battery cells are stacked in the height direction with respect to the paper surface, and are arranged on the battery cell receiving jig in a side-by-side arrangement in the longitudinal direction of the transfer direction.

이 구조에서, 상기 전지셀 수납 지그의 길이는 전지셀의 폭의 300% 내지 500% 크기일 수 있다.In this structure, the length of the battery cell storage jig may be 300% to 500% of the width of the battery cell.

또, 본 발명에 따르면, 상기 컨베이어는 일단에 투입부 및 타단에 배출부를 가지는 직선 구조의 컨베이어일 수 있다.Further, according to the present invention, the conveyor may be a linear conveyor having an input portion at one end and a discharge portion at the other end.

이 경우에, 상기 용접 장치는 전지셀 수납 지그가 배출부에서 투입부로 반송되는 슬라이드를 더 포함할 수 있다.In this case, the welding apparatus may further include a slide to which the battery cell storage jig is transferred from the discharge portion to the charging portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 컨베이어는 전지셀 수납 지그가 제 1 및 제 2 용접부들의 용접 위치에 정위치 하기 전에 버퍼 공간들을 가지고 있을 수 있다.In one specific example, the conveyor may have buffer spaces before the battery cell receiving jig is positioned in the welding position of the first and second welds.

이러한 구조에서, 상기 컨베이어는, 전지셀 수납 지그가 제 1 용접부로 이송되기 이전의 부위에서, 전지셀 수납 지그의 2개 크기에 대응하는 버퍼 공간을 가질 수 있다.In this structure, the conveyor may have a buffer space corresponding to two sizes of the battery cell housing jig, at a position before the jig of the battery cell is transferred to the first welded portion.

또, 상기 컨베이어는, 전지셀 수납 지그가 제 2 용접부로 이송되기 이전의 부위에서, 제 1 용접부와 제 2 용접부 사이에 전지셀 수납 지그의 1개 크기에 대응하는 버퍼 공간을 가질 수 있고, 예를 들어, 상기 제 1 용접부의 스폿 장치들은 2축 실린더를 구비하고 있는 구조일 수 있다.The conveyor may have a buffer space corresponding to one size of the battery cell housing jig between the first and second welded portions before the battery cell storage jig is transferred to the second welded portion, For example, the spot devices of the first welding portion may have a structure including a two-axis cylinder.

상기 구조에서, 상기 스폿 장치들은 전극단자들을 향해 전진하여 용접을 수행한 후 비틀려서 후퇴하도록 작동될 수 있고, 상기 스폿 장치들은 전지셀 수납 지그의 용접을 제 1 용접부 및 제 2 용접부에서 절반씩 수행할 수 있다.In the above structure, the spot devices may be operated to advance toward the electrode terminals to carry out welding, and then twist and retract, and the spot devices perform the welding of the battery cell housing jig in half at the first welding portion and the second welding portion can do.

또, 경우에 따라서, 상기 스폿 장치들은 제 1 용접부 및 제 2 용접부에서의 작동을 감지하는 센서를 더 포함할 수 있다.Further, as the case may be, the spot devices may further include a sensor for detecting the operation at the first welding portion and the second welding portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 스폿 장치들의 Z축 방향 상승 높이(h1)는 제 1 단계가 40 mm > h1 > 0 mm 범위이며, 제 1 단계와 제 2 단계로 구성되어 있는 Z축 방향의 용접 범위는 80 mm > h1 > 0 mm 일 수 있다.In one specific example, the elevation height h 1 of the spot devices in the Z-axis direction is in the range of 40 mm > h 1 > 0 mm in the first step, The welding range may be 80 mm> h 1 > 0 mm.

상기 스폿 장치들은 용접 횟수를 기록하는 스폿 카운터(Spot Counter)를 더 구비할 수 있고, 하나의 예로서, 상기 스폿 장치들은 2개 이상의 용접 부위들을 제공하는 직렬 스폿 용접을 수행할 수 있다.The spot devices may further include a spot counter for recording the number of welds, and as one example, the spot devices may perform a series spot welding to provide two or more weld zones.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 고정 블록에 대응하는 위치에서, 컨베이어의 하부에, 전지셀 수납 지그를 블록 쪽으로 승강시켜 고정하는 승강 부재를 더 포함할 수 있다.According to the present invention, at the position corresponding to the fixed block, the elevating member may be further provided at a lower portion of the conveyor to elevate and fix the battery cell storage jig toward the block.

이 때, 상기 용접 장치의 택트 타임(Tact Time)은 6초 이하의 시간 범위를 가질 수 있고, 상기 승강 부재는 고정 블록의 전지셀 수납 지그의 길이 방향에 대응하는 상부 대각선 부위에 위치하고 있는 가압부와 함께 전지셀 수납 지그를 고정시키는 구조일 수 있다.At this time, the tact time of the welding apparatus may have a time range of 6 seconds or less, and the elevating member may include a pressing portion located at an upper diagonal portion corresponding to the longitudinal direction of the battery- So that the battery cell storage jig can be fixed.

한편, 본 발명은 전지셀을 전원으로 포함하는 디바이스를 제공하는 바, 예를 들어, 상기 디바이스는 컴퓨터, 휴대폰, 웨어러블 전자기기, 파워 툴(power tool), 전기자동차(Electric Vehicle: EV), 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 전기 이륜차, 전기 골프 카트, 또는 전력저장용 시스템 등으로부터 선택되는 것일 수 있다.The present invention provides a device including a battery cell as a power source. For example, the device may be a computer, a mobile phone, a wearable electronic device, a power tool, an electric vehicle (EV) An electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle, a motorcycle, an electric golf cart, or a system for power storage.

이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.The structure and manufacturing method of such a device are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극단자 용접 장치는, 전지셀 수납 지그를 투입부와 배출부가 분리된 용접 장치에 투입하여 용접을 수행하는 구조로서 소수의 인원으로 시간을 단축하여 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다.As described above, the electrode terminal welding apparatus according to the present invention has a structure in which a battery cell storage jig is inserted into a welding apparatus in which a charging unit and a discharging unit are put into a separate welding apparatus, thereby shortening the time with a small number of personnel, .

도 1은 종래의 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 용접 장치의 모식도이다;
도 3은 도 2에 따른 전지셀들을 수납하고 있는 전지셀 수납 지그의 모식도이다;
도 4는 도 3에 따른 스폿 장치들과 지그를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic view of a prismatic battery incorporating a conventional jelly-roll type electrode assembly;
2 is a schematic diagram of a welding apparatus according to one embodiment of the present invention;
3 is a schematic view of a battery cell storage jig housing the battery cells according to FIG. 2;
Fig. 4 is a schematic view showing the spot devices and the jig according to Fig. 3;

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 용접 장치의 모식도가 도시되어 있다.2 is a schematic diagram of a welding apparatus according to one embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 용접 장치(100)는 전지셀 수납 지그(160), 컨베이어(150), 제 1 및 제 2 용접부들(171, 172), 고정 블록들(141, 142), 및 스토퍼들(181, 182)을 포함하여 구성되어 있다.2, the welding apparatus 100 includes a battery cell storage jig 160, a conveyor 150, first and second welds 171 and 172, fixing blocks 141 and 142, (181, 182).

전지셀 수납 지그(160)의 내부에는 전지셀들(101)이 장착되어 있고, 전지셀들(101)의 전극단자들은 지면에 대해 측면 방향을 향해 돌출된 상태로 수납되어 있다. 전지셀들(101)은 지면을 기준으로 높이 방향으로 적층된 상태에서 이송 방향(X)인 컨베이어(150)의 길이 방향으로 배열되어 전지셀 수납 지그(160)에 장착되어 있다.The battery cells 101 are mounted in the battery cell storage jig 160 and the electrode terminals of the battery cells 101 are housed in a state protruding in the lateral direction with respect to the paper surface. The battery cells 101 are arranged in the longitudinal direction of the conveyor 150 in the conveying direction X in a state of being stacked in the height direction with respect to the paper surface and mounted on the battery cell housing jig 160.

즉, 전지셀들(101)은 지면을 기준으로 상대적으로 넓은 전지셀들(101)의 면들이 전지셀 수납 지그(160)에 접하며 높이 방향으로 적층된 상태에서, 전지셀들(101)의 측면이 접하면서 배열된 구조로 수납되어 있고, 전지셀 수납 지그(160)의 길이는 전지셀(101)의 폭의 400% 크기를 가지고 있다.That is, the battery cells 101 are arranged such that the surfaces of the battery cells 101, which are relatively wide relative to the paper surface, are in contact with the battery cell storage jig 160, And the length of the battery cell housing jig 160 is 400% of the width of the battery cell 101. The battery cell housing jig 160 has a length of 400%

컨베이어(150)는 전극단자들의 용접을 위해 전지셀들(101)이 수납되어 있는 전지셀 수납 지그(160)를 이송한다. 컨베이어(150)는 일단에 전지셀 수납 지그(160)를 투입하는 투입부(175)를 가지고 및 컨베이어(150)의 타단에 용접이 완료된 전지셀 수납 지그(160)를 배출하는 배출부(176)를 가지는 직선 구조이다.The conveyor 150 transfers the battery cell storage jig 160 in which the battery cells 101 are stored for welding the electrode terminals. The conveyor 150 has a charging unit 175 for charging the battery cell storage jig 160 at one end and a discharging unit 176 for discharging the battery cell storage jig 160 welded to the other end of the conveyor 150. [ .

컨베이어(150)는 전지셀 수납 지그(160)가 제 1 및 제 2 용접부들(171, 172)의 용접 위치에 정위치 하기 전에 버퍼 공간들(155, 156)을 가지고 있다.The conveyor 150 has buffer spaces 155 and 156 before the battery cell storage jig 160 is positioned at the welding position of the first and second welds 171 and 172.

즉, 컨베이어(150)는, 전지셀 수납 지그(160)가 제 1 용접부(171)로 이송되기 이전의 부위에서, 전지셀 수납 지그(160)의 2개 크기에 대응하는 버퍼 공간(155)을 가지고 있고, 전지셀 수납 지그(160)가 제 2 용접부(172)로 이송되기 이전의 부위에서, 제 1 용접부(171)와 제 2 용접부(172) 사이에 전지셀 수납 지그(160)의 1개 크기에 대응하는 버퍼 공간(156)을 가지고 있다.That is, the conveyor 150 has a buffer space 155 corresponding to two sizes of the battery cell storage jig 160 at a position before the battery cell storage jig 160 is transferred to the first welding portion 171 And one of the battery cell storage jigs 160 is provided between the first and second welded parts 171 and 172 at a position before the battery cell storage jig 160 is transferred to the second welded part 172 And a buffer space 156 corresponding to the size.

제 1 및 제 2 용접부들(171, 172)은 용접을 수행하는 스폿 장치들(191, 192, 193, 194)이 컨베이어(150)의 양 측면에서 서로 대면하여 이격되어 있다.The first and second welds 171 and 172 are spaced apart from each other on both sides of the conveyor 150 by spot devices 191, 192, 193 and 194 for welding.

전지셀 수납 지그(160)가 제 1 및 제 2 용접부들(171, 172)의 용접 위치에 정위치 하면 스폿 장치들(191, 192, 193, 194)은 전극단자들을 향해 각각 전진하여 용접을 수행한 후 반대 방향으로 비틀려서 후퇴한다. 따라서, 용접봉과 용접부위들이 용접 후에 접착되는 경우를 방지하여 전극단자의 용접 강도를 약화시키지 않게 된다.When the battery cell storage jig 160 is positioned at the welding position of the first and second welding portions 171 and 172, the spot devices 191, 192, 193, and 194 are advanced toward the electrode terminals to perform welding And then retract in the opposite direction. Accordingly, it is possible to prevent the welding electrodes and the welded portions from being bonded after welding, thereby not weakening the welding strength of the electrode terminals.

스폿 장치들(191, 192, 193, 194)은 전지셀 수납 지그(160)의 제 1 용접부(171) 및 제 2 용접부(172)에서 용접을 절반씩 수행한다. 제 1 용접부(171)에서 스폿 장치들(191, 192)이 용접을 수행하고, 연속해서 X축 방향으로 이동하여 제 2 용접부(172)에서 스폿 장치들(193, 194)이 용접을 수행한 후에 복귀한다.The spot devices 191, 192, 193 and 194 perform the welding in half at the first welding portion 171 and the second welding portion 172 of the battery cell storage jig 160. After the spot devices 191 and 192 are welded in the first welding portion 171 and the spot devices 193 and 194 in the second welding portion 172 are continuously moved in the X axis direction, Return.

스폿 장치들(191, 192, 193, 194)은 전지셀 수납 지그(160)에 수납되어 있는 전지셀(101)의 수에 따라 제 1 용접부(171) 및 제 2 용접부(172)에서 용접을 절반씩만 수행한다. 따라서, 어느 한 쪽의 용접부에서 시간 소모가 발생함이 없이 생산성이 향상될 수 있다.The spot devices 191, 192, 193 and 194 are welded in the first welding portion 171 and the second welding portion 172 according to the number of the battery cells 101 housed in the battery cell storage jig 160 Respectively. Therefore, the productivity can be improved without time consuming in one of the welds.

고정 블록들(141, 142)은 제 1 및 제 2 용접부들(171, 172)의 사이에 위치하고, 컨베이어(150) 상에 이격되어 위치하고 있다.The fixed blocks 141 and 142 are located between the first and second welds 171 and 172 and are spaced apart on the conveyor 150. [

스토퍼들(182, 182)은 전지셀 수납 지그(160)가 제 1 및 제 2 용접부들(171, 172)의 용접 위치로 이송하기 이전에 컨베이어(150) 상에서의 이송을 정지시킨다. 용접이 진행중인 전지셀 수납 지그(160)에 대한 용접을 종료할 때까지 스토퍼들(181, 182)에 의해 다른 전지셀 수납 지그(160)의 투입이 지연된다.The stoppers 182 and 182 stop the transfer on the conveyor 150 before the battery cell storage jig 160 is transferred to the welding position of the first and second welds 171 and 172. The insertion of the other battery cell storage jig 160 is delayed by the stoppers 181 and 182 until the welding to the battery cell storage jig 160 in progress is completed.

전지셀 수납 지그(160)가 이송되어 용접되는 과정에서, 고정 블록들(141, 142)은 전지단자들의 용접 부위를 승강 부재들(143, 144)과 함께 이동하지 않도록 밀착 고정한다.The fixing blocks 141 and 142 tightly fix the welding portions of the battery terminals so as not to move together with the elevating members 143 and 144 in the process of being transferred and welded.

승강 부재들(143, 144)은 용접을 위해 전지셀 수납 지그(160)를 상방으로 상승시킨다. 여기서, 상승된 전지셀 수납 지그(160)는 컨베이어(150)로부터 상승 이격된 상태이고 각각의 승강 부재들(143, 144)과 고정 블록들(141, 142)에 의해 함께 고정된다.The elevating members 143 and 144 raise the battery cell accommodating jig 160 upward for welding. The raised battery cell storage jig 160 is spaced apart from the conveyor 150 and is fixed together by the elevating members 143 and 144 and the fixing blocks 141 and 142.

승강 부재들(143, 144)은 전지셀 수납 지그(160)의 길이 방향에 대응하여 상측 대각선 부위에 위치하고 있는 고정 블록들(141, 142)의 가압부들(145, 146)과 함께 전지셀 수납 지그(160)를 고정시킨다.The elevating members 143 and 144 are provided with the pressing portions 145 and 146 of the fixing blocks 141 and 142 located at the upper diagonal portion corresponding to the longitudinal direction of the battery cell housing jig 160, (Not shown).

도 3에는 도 2에 따른 전지셀들을 수납하고 있는 전지셀 수납 지그의 모식도가 도시되어 있다.Fig. 3 is a schematic view of a battery cell storage jig housing the battery cells shown in Fig.

도 3을 참조하면, 전지셀 수납 지그(160)는 전지셀들(101)을 상부로부터 덮는 상부 커버(161), 지그 본체(162), 및 전지셀들(101)을 내부에 수용하는 하부 커버(163)로 구성되어 있다.3, the battery cell storage jig 160 includes an upper cover 161 for covering the battery cells 101 from above, a jig main body 162, and a lower cover 160 for accommodating the battery cells 101 therein. (163).

전지셀 수납 지그(160)는 힌지(165)를 포함하고 있으며, 힌지(165)에 의해 전지셀의 수납 및 탈리를 수행한다.The battery cell storage jig 160 includes a hinge 165, and the hinge 165 performs storage and detachment of the battery cell.

상부 커버(161)에는 이송 중에 개방되는 것을 방지하기 위해 자석들(166, 167)이 부착되어 있고, 상부 커버(161)가 지그 본체(162)와 밀착한 상태에서 이송되는 구조이다.Magnets 166 and 167 are attached to the upper cover 161 to prevent the upper cover 161 from being opened during transportation and the upper cover 161 is transferred in a state of being closely contacted with the jig main body 162.

도 4에는 도 2에 따른 스폿 장치들과 지그를 나타내는 모식도가 도시되어 있다.Fig. 4 is a schematic view showing the spot devices and the jig according to Fig.

제 1 용접부(171)의 스폿 장치들(191, 192)은 용접봉들(191a, 192a)이 전지셀 수납 지그(160)의 측면의 전극단자들을 향하도록 각각 장착되어 있다.The spot devices 191 and 192 of the first welding portion 171 are respectively mounted such that the welding rods 191a and 192a face the electrode terminals on the side surfaces of the battery cell housing jig 160.

제 1 용접부(171)의 스폿 장치들(191, 192)은 2축 실린더를 구비하여 전극단자들의 용접 위치가 변하여도 조정이 가능하다. 즉, 전지셀 수납 지그(160)에 길이방향으로 배열 장착되어 있는 전지셀들의 용접부위 높이에 따라 스폿 장치들(191, 192)이 용접부 위치로 이동하여 용접을 수행할 수 있다.The spot devices 191 and 192 of the first welding portion 171 are provided with a biaxial cylinder and can be adjusted even when the welding positions of the electrode terminals are changed. That is, the spot devices 191 and 192 are moved to the welding position according to the height of the welding sites of the battery cells arranged in the longitudinal direction in the battery cell storage jig 160, so that welding can be performed.

스폿 장치들(191, 192, 193, 194)의 Z축 방향 상승 높이(h1)는 제 1 단계로 구성된 40 mm > h1 > 0 mm 용접 범위 또는 제 1 단계와 제 2 단계로 구성되어 있는 80 mm > h1 > 0 mm 용접 범위로 구성되어 있다.
The elevation height h 1 of the spot devices 191, 192, 193 and 194 in the Z-axis direction is composed of a first step and a second step in the range of 40 mm> h 1 > 0 mm composed of the first step 80 mm> h 1 > 0 mm welding range.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (21)

양극, 음극, 및 분리막을 포함하는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있고 전극단자들이 형성되어 있는 전지셀들의 전극단자들을 전기적 연결을 위해 용접하는 장치로서,
전지셀들이 내부에 장착되는 전지셀 수납 지그로서, 전지단자들이 지면에 대해 측면 방향으로 돌출된 상태로 적어도 일부 전지셀들이 길이 방향으로 배열 장착되는 전지셀 수납 지그;
전극단자들의 용접을 위해 전지셀 수납 지그를 이송하는 컨베이어;
용접을 수행하는 스폿 장치들이 컨베이어의 양 측면에서 서로 대면하여 위치해 있고, 소정의 간격으로 이격되어 있는 제 1 및 제 2 용접부들;
제 1 및 제 2 용접부들에 각각 위치하고 전지단자들의 용접 부위를 상기 전지셀 수납 지그의 용접 부위를 밀착 고정하는 고정 블록; 및
전지셀 수납 지그가 제 1 및 제 2 용접부들의 용접 위치로 이송하기 이전에 컨베이어 상에서의 이송을 정지하는 스토퍼들;
을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.An electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator is installed in a battery case together with an electrolytic solution, and electrode terminals of battery cells having electrode terminals are welded for electrical connection,
A battery cell storage jig in which battery cells are mounted, comprising: a battery cell storage jig in which at least some battery cells are arranged in a longitudinal direction with battery terminals protruding in a lateral direction with respect to the paper;
A conveyor for conveying the battery cell storage jig for welding electrode terminals;
First and second welds spaced apart from each other at opposite sides of the conveyor by spot devices performing welding;
A fixing block which is respectively located in the first and second welds and fixes the welded portion of the battery terminals to the welded portion of the battery cell storage jig; And
Stoppers for stopping the conveyance on the conveyor before the battery cell storage jig is conveyed to the welding position of the first and second welds;
And a welding device for welding a workpiece. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀은 각형의 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 각형 전지셀인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the battery cell is a prismatic battery cell in which an electrode assembly is embedded in a prismatic battery case. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀 수납 지그는 전지셀들을 상부로부터 덮는 상부 커버, 지그 본체, 및 전지셀들을 내부에 수용하는 하부 커버로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the battery cell storage jig comprises an upper cover covering the battery cells from above, a jig body, and a lower cover accommodating the battery cells therein. 제 3 항에 있어서, 상기 전지셀 수납 지그는 개폐를 위한 힌지 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 3, wherein the battery cell storage jig includes a hinge structure for opening and closing. 제 3 항에 있어서, 상기 전지셀 수납 지그는 이송 중에 상부 커버가 지그 본체와 밀착하도록 상부 커버의 일 측면에 자석을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 3, wherein the battery cell housing jig includes a magnet on one side of the upper cover so that the upper cover contacts the jig body during transportation. 제 1 항에 있어서, 상기 전지셀들은 지면을 기준으로 높이 방향으로 적층된 상태에서 이송 방향인 길이 방향으로 측면 배열된 구조로 전지셀 수납 지그에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the battery cells are mounted on the battery cell housing jig in a structure in which the battery cells are stacked in the height direction with respect to the paper surface and are laterally arranged in the longitudinal direction in the transport direction. 제 1 항에 있어서, 상기 컨베이어는 일단에 투입부 및 타단에 배출부를 가지는 직선 구조의 컨베이어인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the conveyor is a linear conveyor having a charging part at one end and a discharge part at the other end. 제 7 항에 있어서, 상기 용접 장치는 전지셀 수납 지그가 배출부에서 투입부로 반송되는 슬라이드를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 7, wherein the welding apparatus further comprises a slide to which the jig of the battery cell is transferred from the discharge portion to the charging portion. 제 1 항에 있어서, 상기 컨베이어는 전지셀 수납 지그가 제 1 및 제 2 용접부들의 용접 위치에 정위치 하기 전에 버퍼 공간들을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the conveyor has buffer spaces before the battery cell storage jig is positioned at the welding position of the first and second welds. 제 9 항에 있어서, 상기 컨베이어는, 전지셀 수납 지그가 제 1 용접부로 이송되기 이전의 부위에서, 전지셀 수납 지그의 2개 크기에 대응하는 버퍼 공간을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 9, wherein the conveyor has a buffer space corresponding to two sizes of the battery cell housing jig, at a position before the battery cell storage jig is transferred to the first weld. 제 9 항에 있어서, 상기 컨베이어는, 전지셀 수납 지그가 제 2 용접부로 이송되기 이전의 부위에서, 제 1 용접부와 제 2 용접부 사이에 전지셀 수납 지그의 1개 크기에 대응하는 버퍼 공간을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The conveyor according to claim 9, wherein the conveyor has a buffer space corresponding to one size of the battery cell housing jig between the first and second welds at a site before the battery cell storage jig is transferred to the second weld Wherein the welding device is a welding device. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 용접부의 스폿 장치들은 2축 실린더를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices of the first welding portion include a two-axis cylinder. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들은 전극단자들을 향해 전진하여 용접을 수행한 후 비틀려서 후퇴하도록 작동되는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices are operated to advance toward the electrode terminals to perform welding, and then twisted and retracted. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들은 전지셀 수납 지그의 용접을 제 1 용접부 및 제 2 용접부에서 절반씩 수행하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices perform welding of the battery cell storage jig in half at the first welding portion and the second welding portion. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들은 제 1 용접부 및 제 2 용접부에서의 작동을 감지하는 센서를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.2. The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices further comprise a sensor for detecting an operation in the first welding portion and the second welding portion. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들의 Z축 방향 상승 높이(h1)는 제 1 단계가 40 mm > h1 > 0 mm 범위이며, 제 1 단계와 제 2 단계로 구성되어 있는 Z축 방향의 용접 범위는 80 mm > h1 > 0 mm 인 것을 특징으로 하는 용접 장치.The method according to claim 1, wherein the elevation height (h 1 ) of the spot devices in the Z-axis direction is in the range of 40 mm > h 1 > 0 mm in the first step, Wherein the welding range is 80 mm > h > 0 mm. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들은 용접 횟수를 기록하는 스폿 카운터(Spot Counter)를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices further comprise a spot counter for recording the number of welds. 제 1 항에 있어서, 상기 스폿 장치들은 2개 이상의 용접 부위들을 제공하는 직렬 스폿 용접을 수행하는 것을 특징으로 하는 용접 장치.2. The welding apparatus according to claim 1, wherein the spot devices perform series spot welding to provide two or more welding sites. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 블록에 대응하는 위치에서, 컨베이어의 하부에, 전지셀 수납 지그를 블록 쪽으로 승강시켜 고정하는 승강 부재를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 1, further comprising an elevating member provided at a lower portion of the conveyor at a position corresponding to the fixed block, for lifting and fixing the battery cell storage jig toward the block. 제 19 항에 있어서, 상기 승강 부재는 고정 블록의 전지셀 수납 지그의 길이 방향에 대응하는 상부 대각선 부위에 위치하고 있는 가압부와 함께 전지셀 수납 지그를 고정시키는 것을 특징으로 하는 용접 장치.The welding apparatus according to claim 19, wherein the elevating member fixes the battery cell storage jig together with the pressing portion located at the upper diagonal portion corresponding to the longitudinal direction of the battery cell housing jig of the fixing block. 제 1 항에 따른 전지셀을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.A device comprising the battery cell according to claim 1 as a power source.
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