KR20190029927A - 배터리 셀 평가용 지그 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 셀 평가용 지그에 있어서, 상기 셀의 크기에 대응되게 형성되고, 상기 셀의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 밀착된 보조 플레이트; 적어도 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 적어도 하나의 삽입 가이드를 포함하고, 상기 셀의 상측 및 하측에 위치되어 상기 셀 및 상기 보조 플레이트를 가압하는 가압 플레이트; 및 상기 삽입 가이드를 따라 삽탈 가능하고, 상기 가압 플레이트를 가압하는 적어도 하나의 가압부;를 포함하고, 상기 가압부는 상기 삽입 가이드를 따라 삽입되어 상기 셀의 적어도 일측에 밀착되어 위치된, 배터리 셀 평가용 지그에 관한 것이다.
Description
본 발명의 실시예들은, 배터리 셀 평가용 지그에 관한 것으로, 특히 셀의 장기수명 평가 시, 지그의 가압 플레이트가 휨으로 인해 셀의 열화가 가속화되고 배터리 셀의 장기수명 평가가 정확히 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있는 배터리 셀 평가용 지그에 관한 것이다.
충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등에 이용되며 활발한 연구가 진행중이다. 위와 같은 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되거나 또는 다수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
한편, 위와 같은 이차 전지는 셀 활성화를 위해 셀 충방전 및 성능 평가 과정을 포함한다. 한편, 현재 상기 성능 평가 과정 중 셀의 장기수명 평가를 위한 기술의 경우, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 평가용 지그의 가압 플레이트 일측에 볼트 및 너트가 설치되어 사용자의 너트 조작에 의해 가압 플레이트 상이에 개재된 셀이 가압되고 셀의 수명 평가가 이루어진다.
다만, 종래의 경우 지그의 가압 플레이트에 가압부 역할을 하는 볼트와 너트 위치가 고정되어 있어 셀 체결시 볼트와 셀 간의 간극이 발생하게 되고, 이로 인해 도 1(b)에 도시된 것과 같이 셀 장기수명 후 셀 팽창으로 인해 가압 플레이트에 변형이 야기되며 셀의 중앙부위가 가압 플레이트와 접촉하지 않게 되어 셀의 열화를 가속시키게 되는 문제가 존재하였다.
본 발명의 실시예들은, 평가 대상인 셀과 가압부 간의 간극을 최소화하여 셀의 팽창시에도 지그의 변형으로 인한 셀의 열화를 방지할 수 있는 배터리 셀 평가용 지그를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 평가 대상인 셀과 크기가 동일한 보조 플레이트를 추가로 이용함으로써 지그의 변형을 방지할 수 있는 배터리 셀 평가용 지그를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 삽입 가이드를 포함하는 가압 플레이트를 이용함으로써 가압부가 셀 일측에 밀착될 수 있는 배터리 셀 평가용 지그를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 가압 플레이트 및 보조 플레이트 외면에 절연층이 형성되어 셀과의 단락을 방지할 수 있는 배터리 셀 평가용 지그를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배터리 셀 평가용 지그에 있어서, 상기 셀의 크기에 대응되게 형성되고, 상기 셀의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 밀착된 보조 플레이트; 적어도 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 적어도 하나의 삽입 가이드를 포함하고, 상기 셀의 상측 및 하측에 위치되어 상기 셀 및 상기 보조 플레이트를 가압하는 가압 플레이트; 및 상기 삽입 가이드를 따라 삽탈 가능하고, 상기 가압 플레이트를 가압하는 적어도 하나의 가압부;를 포함하고, 상기 가압부는 상기 삽입 가이드를 따라 삽입되어 상기 셀의 적어도 일측에 밀착되어 위치된, 배터리 셀 평가용 지그를 제공할 수 있다.
상기 보조 플레이트는 적어도 두 개 구비되고, 상기 셀의 상측 및 하측에 밀착될 수 있다.
상기 가압 플레이트는, 상기 셀 상측의 제1 가압 플레이트 및 상기 셀 하측의 제2 가압 플레이트를 포함하고, 상기 삽입 가이드는 상기 제1 가압 플레이트 및 상기 제2 가압 플레이트의 상호 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
상기 삽입 가이드는 상기 가압 플레이트의 중심부를 기준으로 양측에 형성될 수 있다.
상기 가압부는, 상기 삽입 가이드에 삽탈 가능한 삽입부재; 및 상기 삽입부재의 적어도 일측에 체결되어 조작됨에 따라 상기 가압 플레이트를 가압하는 가압부재;를 포함할 수 있다.
상기 보조 플레이트 및 상기 가압 플레이트 각각의 외면에 절연층이 형성될 수 있다.
상기 보조 플레이트 및 상기 가압 플레이트 각각의 외면은 애노다이징(anodizing) 처리될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 평가 대상인 셀과 가압부 간의 간극을 최소화하여 셀의 팽창시에도 지그의 변형으로 인한 셀의 열화를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 평가 대상인 셀과 크기가 동일한 보조 플레이트를 추가로 이용함으로써 지그의 변형을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 삽입 가이드를 포함하는 가압 플레이트를 이용함으로써 가압부가 셀 일측에 밀착될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 가압 플레이트 및 보조 플레이트 외면에 절연층이 형성되어 셀과의 단락을 방지할 수 있다.
도 1의 (a)는 종래 기술의 가압 플레이트 사이에 셀이 체결된 모습을 나타낸 도면이고, 도 1의 (b)는 종래 기술에 따라 셀의 장기 수명 평가 시 가압 플레이트에 변형이 일어난 모습을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그의 상측 모습을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그의 측면을 나타낸 도면
도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 플레이트를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그의 상측 모습을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그의 측면을 나타낸 도면
도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 플레이트를 나타낸 도면
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그(1)의 상측 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그(1)의 측면을 나타낸 도면이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그(1)는 셀(10)의 장기수명 평가를 위해 보조 플레이트(100), 가압 플레이트(200) 및 가압부(300)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 보조 플레이트(100)는 상기 셀(10)의 크기에 대응되게 형성되어 셀(10)의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 밀착될 수 있다. 또한, 상기 가압 플레이트(200)는 각각이 적어도 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 적어도 하나의 삽입 가이드(210)를 포함할 수 있고, 상기 셀(10)의 상측 및 하측에 위치되어 상기 셀(10) 및 상기 보조 플레이트(100)를 가압할 수 있다.
나아가, 상기 가압부(300)는 상기 삽입 가이드(210)를 따라 삽탈 가능하고, 상기 삽입 가이드(210)에 삽입되어 사용자에 의해 조작됨에 따라 가압 플레이트(200)를 가압할 수 있다. 이 때, 상기 가압부(300)는 상기 삽입 가이드(210)를 따라 삽입되어 상기 셀(10)의 적어도 일측에 밀착되어 위치될 수 있고, 이를 통해 셀(10)과 가압부(300) 간의 간극을 최소화 할 수 있는 바, 셀(10) 팽창시에도 상기 보조 플레이트(100) 또는 가압 플레이트(200)의 변형으로 인한 셀(10) 열화를 방지할 수 있다.
더 구체적으로, 상기 보조 플레이트(100)는 적어도 두 개 구비되어 상기 셀(10)의 상측 및 하측에 각각 밀착될 수 있고, 상기 셀(10) 상측에 위치한 제1 보조 플레이트(100a) 및 상기 셀(10) 하측에 위치한 제2 보조 플레이트(100b)에 의해 상하측에서 가압될 수 있다.
또한, 상기 보조 플레이트(100)는 평가 대상인 셀(10)의 크기에 대응되게 형성될 수 있다. 위와 같이 상기 보조 플레이트(100)가 상기 셀(10)의 크기에 대응되는 크기로 형성됨으로써, 상술한 가압부(300)가 상기 가압 플레이트(200)의 삽입 가이드(210)를 따라 이동하는 것에 어떠한 제한도 생기지 않게 되고, 상기 가압부(300)가 삽입 가이드(210)를 따라 삽입되어 상기 셀(10)의 적어도 일측에 밀착될 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그(1)는 단순히 가압 플레이트(200)를 통한 셀(10) 가압이 아닌 가압 플레이트(200)와 상기 셀(10) 사이에 셀(10)의 크기에 대응되는 크기의 보조 플레이트(100)를 추가로 개재함으로써 셀(10)의 장기수명 평가 간 상기 셀(10)의 팽창에 따른 가압 플레이트(200)의 변형을 최소화할 수 있고, 가압 플레이트(200)의 변형으로 인한 셀(10)의 열화 가능성을 차단 할 수 있다.
또한, 상기 가압 플레이트(200)는 상기 셀(10) 상측의 제1 가압 플레이트(200a) 및 상기 셀(10) 하측의 제2 가압 플레이트(200b)를 포함할 수 있고, 상술한 삽입 가이드(210)는 상기 제1 가압 플레이트(200a) 및 상기 제2 가압 플레이트(200b)의 상호 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
이에 따라, 상술한 가압부(300)가 상기 제1 가압 플레이트(200a) 및 상기 제2 가압 플레이트(200b) 양측에 형성된 삽입 가이드(210)를 따라 삽입 가능하며, 상기 가압 플레이트(200) 및 셀(10)에 수직하게 위치되어 상기 셀(10)에 대한 상하 가압이 가능해진다.
또한, 상기 적어도 하나의 삽입 가이드(210)는 상기 가압 플레이트(200)의 중심부를 기준으로 양측에 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 삽입 가이드(210)는 좌우 3개씩 총 6개로 형성될 수 있으며, 상기 가압 플레이트(200)의 중심부를 기준으로 대칭되도록 상호 대향하여 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 가압 플레이트(200)의 일측에서만 가압이 이루어져 상기 셀(10)의 장기수명 평가 시 가압 플레이트(200)가 휘는 등의 변형이 일어나는 것을 최소화 할 수 있고, 평가 대상인 셀(10)에 전체적으로 균일한 압력을 가함으로써 정확도 높은 배터리 셀(10) 평가가 가능해진다.
다만, 본 명세서에서 삽입 가이드(210)의 개수 및 위치는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않고, 상기 가압 플레이트(200)의 중심부를 기준으로 대칭되도록 상호 대향하게 형성되고 상기 가압부(300)가 삽입되어 조작됨에 따라 상기 셀(10)을 전체적으로 균등하게 가압할 수 있는 개수 및 위치이면 충분하다.
한편, 상기 가압부(300)는 상기 삽입 가이드(210)에 삽탈 가능한 삽입부재(310) 및 상기 삽입부재(310)의 적어도 일측에 체결되어 조작됨에 따라 상기 가압 플레이트(200)를 가압할 수 있는 가압부재(320)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 삽입부재(310)는 상기 삽입 가이드(210)에 삽탈 될 수 있도록 외면에 숫나사선(미도시 됨)이 형성된 막대 형상으로 형성될 수 있고, 상기 가압부재(320)는 상기 삽입부재(310)를 따라 상하 이동 가능하고 사용자에 의해 조작됨에 따라 상기 가압 플레이트(200)를 가압할 수 있도록 내주면에 암나사선(미도시 됨)이 형성된 너트 형상으로 형성될 수 있다.
위와 같이, 상기 삽입부재(310)가 상기 삽입 가이드(210)를 따라 삽탈 가능함으로써 상기 삽입부재(310)는 평가 대상인 셀(10)의 측면에 밀착되어 위치될 수 있고, 상기 셀(10)과 상기 삽입부재(310) 간의 간극을 최소화 하여 장기수명 평가 간 셀(10)이 팽창되는 경우에도 가압 플레이트(200) 변형으로 인한 셀(10)의 열화를 방지할 수 있다.
다만, 상기 삽입부재(310) 및 가압부재(320)의 형상 및 가압 방식은 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않고, 상기 삽입 가이드(210)에 삽탈 가능하며 사용자의 조작에 의해 상기 가압 플레이트(200)를 가압할 수 있는 형상 및 가압 방식이면 충분하다.
도 4 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 플레이트(200)를 나타낸 도면이고, 도 4 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 플레이트(100)를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 셀(10)과 직접적으로 밀착되는 상기 보조 플레이트(100)의 외면에는 절연층(400)이 형성될 수 있고, 바람직하게는 상기 보조 플레이트(100)뿐만 아니라, 상기 가압 플레이트(200) 외면에도 절연층(400)이 형성될 수 있다.
이를 통해, 상기 셀(10)이 상기 보조 플레이트(100) 및 상기 가압 플레이트(200)와 접촉됨으로써 상호 전기적으로 연결되어 발생할 수 있는 셀(10)과의 단락 가능성을 차단할 수 있다.
구체적으로, 상기 셀(10)과 직접적으로 밀착되는 상기 보조 플레이트(100)의 외면은 애노다이징(anodizing) 처리될 수 있고, 바람직하게는 상기 보조 플레이트(100)뿐만 아니라, 상기 가압 플레이트(200) 외면 역시 애노다이징(anodizing) 처리될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 보조 플레이트(100) 및 상기 가압 플레이트(200)의 외면을 의도적으로 산화시켜 애노다이징 처리함으로써 상기 보조 플레이트(100) 및 상기 가압 플레이트(200)와 상기 셀(10)의 접촉으로 인한 셀(10) 단락 가능성을 차단할 수 있다. 또한, 종래의 단락 방지를 위해 사용되었던 절연부재 부가 또는 절연물질 도포 방식 등의 경우 지그 사용 간 절연부재 또는 절연물질이 벗겨지거나 훼손되어 셀(10)과 단락이 발생할 수 있는 문제가 존재하였으나, 애노다이징 처리를 통해 외면에 절연층(400)을 형성함으로써 위와 같이 절연부재 또는 절연물질의 손상에 의한 셀(10)과의 단락 가능성을 차단할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 평가용 지그(1)는 상기 삽입부재(310)가 상기 삽입 가이드(210)를 따라 삽입되어 셀(10)의 적어도 일측에 밀착 위치될 수 있도록 충분한 길이로 형성됨으로써 다양한 크기의 셀(10) 평가가 가능하다.
또한, 본 명세서 및 도면의 가압 플레이트(200) 및 삽입 가이드(210)의 크기 및 형상은 예시적인 것으로, 이에 한정되지 않고, 평가 대상인 셀(10)의 형태에 따라 다양한 크기 및 형상으로 형성될 수 있음은 통상의 기술자에게 있어 자명할 것이다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1 : 배터리 셀 평가용 지그
10 : 셀
100 : 보조 플레이트
100a : 제1 보조 플레이트
100b : 제2 보조 플레이트
100' : 종래 기술의 가압 플레이트
200 : 가압 플레이트
200a : 제1 가압 플레이트
200b : 제2 가압 플레이트
210 : 삽입 가이드
300 : 가압부
310 : 삽입부재
320 : 가압부재
400 : 절연층
10 : 셀
100 : 보조 플레이트
100a : 제1 보조 플레이트
100b : 제2 보조 플레이트
100' : 종래 기술의 가압 플레이트
200 : 가압 플레이트
200a : 제1 가압 플레이트
200b : 제2 가압 플레이트
210 : 삽입 가이드
300 : 가압부
310 : 삽입부재
320 : 가압부재
400 : 절연층
Claims (7)
- 배터리 셀 평가용 지그에 있어서,
상기 셀의 크기에 대응되게 형성되고, 상기 셀의 상측 및 하측 중 적어도 하나에 밀착된 보조 플레이트;
적어도 일단에서 중심부 측으로 함입되어 형성된 적어도 하나의 삽입 가이드를 포함하고, 상기 셀의 상측 및 하측에 위치되어 상기 셀 및 상기 보조 플레이트를 가압하는 가압 플레이트; 및
상기 삽입 가이드를 따라 삽탈 가능하고, 상기 가압 플레이트를 가압하는 적어도 하나의 가압부;를 포함하고,
상기 가압부는 상기 삽입 가이드를 따라 삽입되어 상기 셀의 적어도 일측에 밀착되어 위치된, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 1에 있어서,
상기 보조 플레이트는 적어도 두 개 구비되고, 상기 셀의 상측 및 하측에 밀착된, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가압 플레이트는,
상기 셀 상측의 제1 가압 플레이트 및 상기 셀 하측의 제2 가압 플레이트를 포함하고,
상기 삽입 가이드는 상기 제1 가압 플레이트 및 상기 제2 가압 플레이트의 상호 대향하는 위치에 형성된, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 1에 있어서,
상기 삽입 가이드는 상기 가압 플레이트의 중심부를 기준으로 양측에 형성된, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가압부는,
상기 삽입 가이드에 삽탈 가능한 삽입부재; 및
상기 삽입부재의 적어도 일측에 체결되어 조작됨에 따라 상기 가압 플레이트를 가압하는 가압부재;를 포함하는, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 1에 있어서,
상기 보조 플레이트 및 상기 가압 플레이트 각각의 외면에 절연층이 형성된, 배터리 셀 평가용 지그.
- 청구항 6에 있어서,
상기 보조 플레이트 및 상기 가압 플레이트 각각의 외면은 애노다이징(anodizing) 처리된, 배터리 셀 평가용 지그.
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KR100696689B1 (ko) * | 2005-05-17 | 2007-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 모듈 |
KR20120001258A (ko) * | 2010-06-29 | 2012-01-04 | 현대제철 주식회사 | 강도시험용 지그장치 |
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- 2017-09-13 KR KR1020170117017A patent/KR102389650B1/ko active IP Right Grant
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