KR20220009251A - 전극리드의 절곡 및 용접 장치 및 이를 이용한 전극리드의 용접 방법 - Google Patents

전극리드의 절곡 및 용접 장치 및 이를 이용한 전극리드의 용접 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 수직 방향 및 수평 방향으로 이동이 가능한 베이스부, 상기 베이스부에 부착되어 하향 연장되는 절곡부, 및 상기 절곡부에 회전 가능한 형태로 부착되어 있는 센싱부를 포함하고, 상기 절곡부가 전극리드를 절곡한 상태에서 상기 전극리드와 버스바 간의 용접이 이루어지는 전극리드의 절곡 및 용접 장치 및 이를 이용한 전극리드의 용접 방법에 대한 것이다.

Description

전극리드의 절곡 및 용접 장치 및 이를 이용한 전극리드의 용접 방법 {Electrode Lead Bending and Welding Device and Welding Method Using the Same}
본원 발명은 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 대한 것으로서, 구체적으로, 전극리드와 버스바의 전기적인 연결을 위하여 전극리드의 절곡 상태를 평가한 후 용접을 진행할 수 있는 구조로 이루어진 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 대한 것이다.
충방전이 가능한 리튬 이차전지의 안정성 향상 및 용량 증가 등의 기능 개선이 빠르게 이루어짐에 따라, 상기 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스의 종류도 점차 늘어나고 있다.
예를 들어, 다기능 소형 제품인 와이어리스 모바일 기기(wireless mobile device) 및 신체에 착용가능한 웨어러블 기기(wearable device)의 에너지원으로 사용되고 있을 뿐만 아니라, 대기 오염을 유발하는 가솔린 차량 및 디젤 차량에 대한 대안으로 제시되는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 사용되고 있다.
상기 전기자동차 등에 적용되는 리튬 이차전지는 고출력 및 고용량의 특성을 필요로 하는 바, 복수의 전지셀들을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 전지모듈 및 전지팩을 구성하게 된다.
이와 같이, 복수의 전지셀들을 전기적으로 연결하기 위하여 버스바에 상기 복수의 전지셀들의 전극리드를 결합하는 방법을 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 전극리드는 상기 버스바의 슬릿을 통과하여 상기 버스바와 면접촉을 하도록 절곡되고, 이 상태로 용접 지그로 이동하여 용접을 진행한다. 그러나, 상기 용접 지그로 상기 버스바와 전지셀들을 이송하는 과정 및 상기 용접 지그에 상기 버스바와 전지셀들이 안착되는 과정에서, 상기 버스바와 전극리드가 용접되는 용접부에 유격이 발생하기 쉽다.
이와 관련하여, 도 1은 종래의 절곡 장치를 사용한 경우 용접 불량이 발생한 전극리드를 나타내는 정면도이다.
도 1을 참조하면, 복수의 파우치형 전지셀들(110)이 밀착되도록 배치되고, 전극리드(111)는 버스바(130)의 슬릿(131)을 통과하여 상향 돌출되어 있다.
전극리드 절곡 장치(120)는 버스바(130)와 접촉하도록 전극리드(111)의 일측면에 배치된 상태에서, 오른쪽으로 이동하면서 전극리드(111)를 절곡시킨다.
그러나, 이와 같은 과정에서 전극리드(112)와 같이, 절곡된 각도가 90도 보다 크게 절곡될 수 있다. 또는, 절곡된 전극리드를 버스바와 함께 용접 지그(도시하지 않음)로 이송하는 과정에서, 전극리드의 절곡된 부분이 꺾이거나, 더 절곡됨에 따라, 버스바와 전극리드의 용접면이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같이 상기 용접부에 간격이 생기는 경우에는 상기 전극리드와 버스바 간의 접착력이 저하되기 때문에, 용접 불량이 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 복수의 배터리셀들에 구비된 전극 리드들에 근접하게 복수의 버스바를 각각 배치하고, 상기 전극 리드들이 각각의 버스바에 접촉되도록 용접 지그가 상기 전극 리드들을 가압하며, 상기 용접 지그에 형성된 개구를 통해 상기 전극 리드와 상기 버스바를 용접시키는 배터리 모듈 생산 방법을 개시한다.
상기 특허문헌 1의 발명은, 용접 지그를 이용하여 전극 리드를 절곡하고, 상기 용접 지그에 형성된 개구를 통해 용접을 진행할 수 있으나, 상기 전극 리드들의 절곡 상태가 양호한지 여부를 확인하지 못하고 용접을 진행하게 되는 바, 용접 후에 용접 불량을 확인할 수밖에 없는 한계가 있다. 따라서, 용접 불량이 발생하는 것을 사전에 방지하기 어렵다.
특허문헌 2는 이차전지의 리드탭을 절곡하도록, 돌출된 리드탭을 일측으로 가압하여 절곡시키는 이차전지셀 리드탭 절곡 장치를 개시한다.
그러나, 상기 특허문헌 2의 절곡 장치는 복수의 리드탭을 신속하고 정확하게 절곡시킬 수는 있으나, 절곡된 리드탭이 용접 지그로 이송되면서 위치가 틀어지는 문제를 해결하지는 못하고 있다.
특허문헌 3은 셀 리드의 평탄도가 변경되더라도 용접 모재인 셀 리드와 접촉부재 간에 밀착 상태를 유지할 수 있도록 틸팅부 및 탄성부재를 포함하는 용접용 지그 어셈블리를 개시한다.
상기 특허문헌 3은 절곡된 셀 리드의 평탄도가 변경되는 경우를 대비하여 용접 지그가 틸딩되는 구조를 사용하고 있으나, 상기 리드 셀을 절곡하는 기술에 대해서는 인식하지 못하고 있다.
이와 같이, 복수의 전극리드들을 버스바와 전기적으로 연결하기 위하여, 상기 복수의 전극리드들을 신속하게 절곡할 뿐 아니라, 상기 복수의 전극리드들과 상기 버스바의 용접면을 넓게 확보하고, 용접 전 단계에서 용접 불량 가능성을 미리 검사함으로써 용접 불량을 낮출 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
한국 공개특허공보 제2018-0129170호 (2018.12.05) 한국 등록특허공보 제2015898호 (2019.08.23) 한국 공개특허공보 제2018-0082914호 (2018.07.19)
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전극리드를 절곡시킨 후, 용접 전에 상기 전극리드의 절곡 상태를 미리 확인함으로써 용접 불량을 사전에 방지할 수 있는 구조로 이루어진 전극리드의 절곡 및 용접 장치 및 이를 사용한 전극리드의 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치는, 수직 방향 및 수평 방향으로 이동이 가능한 베이스부, 상기 베이스부에 부착되어 하향 연장되는 절곡부, 및 상기 절곡부에 회전 가능한 형태로 부착되어 있는 센싱부를 포함하고, 상기 절곡부가 전극리드를 절곡한 상태에서 상기 전극리드와 버스바 간의 용접이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 있어서, 상기 센싱부는, 상기 절곡부가 상기 전극리드를 절곡하기 전에는 상기 절곡부의 하면에 대해 수직인 상태로 상기 절곡부에 부착되어 있고, 상기 전극리드가 절곡되면 상기 절곡부의 하면과 평행한 상태가 되도록 회전하는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 센싱부와 상기 절곡부의 하면이 이룬 각도를 측정하여 상기 전극리드의 절곡 상태의 불량 여부를 판단할 수 있다.
또는, 상기 센싱부와 버스바가 이룬 각도를 측정하여 상기 전극리드의 절곡 상태의 불량 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 있어서, 상기 센싱부와 상기 버스바 사이에 형성되는 이격 간격 크기는 상기 전극리드의 두께와 동일하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 있어서, 상기 센싱부는 탄성부재를 이용하여 상기 절곡부에 결합되어 있고, 상기 전극리드의 용접이 끝난 후 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 센싱부는 대기 상태로 되돌아가는 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치는, 상기 전극리드와 상기 버스바 간의 용접 상태를 검사하기 위한 비전을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 있어서, 상기 절곡부는 중공이 형성된 사각 기둥 형태이고, 상기 중공을 통해 용접봉이 삽입되어 용접이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치는, 상기 절곡부의 하면에 용접봉이 부가되어 있는 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치에 있어서, 1개의 센싱부가 결합된 1개의 절곡부가 상기 베이스부에 부착되어 단위체를 형성하고, 복수의 단위체들이 조립가능한 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치를 이용한 전극리드의 용접 방법을 제공하는 바, 구체적으로, (a) 전지셀들을 준비하고 전극리드가 버스바의 슬릿을 통과하도록 배치하는 단계, (b) 전극리드의 제1면에 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 절곡부를 배치하는 단계, (c) 상기 전극리드를 절곡하는 단계, 및 (d) 절곡된 전극리드를 상기 버스바에 용접하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 용접 방법에 있어서, 상기 (d) 단계 이전에, 상기 전극리드 절곡 상태의 불량 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 용접 방법에 있어서, 상기 (b) 단계에서, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치는 하향 이동하는 바, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 센싱부는 상기 전극리드가 돌출된 방향과 평행하도록 상기 버스바의 슬릿을 통과하여 위치하고, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 절곡부 하면은 상기 버스바와 인접하도록 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 용접 방법에 있어서, 상기 (c) 단계는, 전극리드의 제1면 상에 상기 절곡부를 배치하고, 상기 제1면의 반대쪽인 제2면이 상기 버스바와 평행하게 대면하도록 상기 절곡부를 수평 이동하는 과정으로 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 용접 방법에 있어서, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 센싱부는 상기 절곡부의 수평 이동에 따라 제1방향으로 90도 회전하여 상기 버스바의 외면에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 전극리드의 용접 방법에 있어서, 상기 센싱부는 상기 단계 (d) 이후에 상기 버스바로부터 멀어지면서 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 90도 회전하여 대기 상태로 되돌아갈 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명은 전극리드와 버스바를 용접 지그로 이송하는 과정과 용접 지그에 장착하는 과정을 생략하고, 전극리드를 절곡시킨 상태에서 상기 전극리드를 버스바에 용접하는 구조로 이루어지는 바, 상기 이송 및 장착 과정에서 용접부의 위치가 틀어지는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 상기 전극리드의 절곡 상태를 감지할 수 있는 센싱부를 포함하기 때문에, 상기 전극리드를 용접하기 전에, 상기 센싱부의 외관을 통해 용접 불량이 발생할지 여부를 판단할 수 있다.
이와 같이, 용접 불량을 야기하는 버스바와 전극리드 사이에 형성되는 유격을 사전에 검출할 수 있는 바, 생산 품질을 향상시킬 수 있고, 불량 발생에 따른 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기 센싱부를 통해 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 유지 및 보수 주기도 사전 파악이 가능하다.
도 1은 종래의 절곡 장치를 사용한 경우 용접 불량이 발생한 전극리드를 나타내는 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사용 과정을 나타내는 정면도이다.
도 3은 버스바에 전극리드가 관통된 전지셀 상부에 전극리드의 절곡 및 용접 장치가 배치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
도 5는 하나의 실시예에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
도 6은 다른 하나의 실시예에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
또한, 모든 수치 범위는 명확하게 제외한다는 기재가 없는 한, 양 끝의 값과 그 사이의 모든 중간값을 포함한다.
본원 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사용 과정을 나타내는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치(220)는 수직 방향(y축 방향) 및 수평 방향(x축 방향)으로 이동이 가능한 베이스부(221), 베이스부(221)에 부착되어 하향 연장되는 절곡부(222), 및 절곡부(222)에 회전 가능한 형태로 부착되어 있는 센싱부(223)를 포함하고, 절곡부(222)가 전극리드(211)를 절곡한 상태에서 전극리드(211)와 버스바(230) 간의 용접이 이루어지게 된다.
하나의 실시예에 따른 전극리드의 용접 방법은, (a) 전지셀들을 준비하고 전극리드가 버스바의 슬릿을 통과하도록 배치하는 단계, (b) 전극리드의 제1면에 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 절곡부를 배치하는 단계, (c) 상기 전극리드를 절곡하는 단계, 및 (d) 절곡된 전극리드를 상기 버스바에 용접하는 단계를 포함한다.
다시 도 2를 참조하면, 파우치형 전지셀들(210)의 전극리드(211)가 상향 돌출되도록 밀착 배열되어 있고, 전극리드(211)가 버스바(230)의 슬릿(231)을 통과하도록 버스바(230)가 전지셀들(210)의 상부에 배치된다.
전극리드의 양쪽 면 중 어느 한쪽면인 제1면에 절곡부(222)가 배치되도록 전극리드의 용접 및 절곡 장치(220)를 하향 이동한다. 이 때, 전극리드의 절곡 및 용접 장치(220)의 센싱부(223)는 전극리드가 돌출된 방향과 평행하고 전지셀(230)을 바라보도록 하향 연장된 상태로 버스바(230)의 슬릿(231)을 통과하여 위치한다. 절곡부의 하면(222a)은 버스바(230)와 인접하도록 배치된다.
절곡부(222)가 수평 이동하도록 베이스부(221)가 x- 방향으로 이동하면, 전극리드(221)는 제1면의 반대쪽 면인 제2면이 버스바(230)의 상면과 평행하게 대면하도록 ㄱ자로 절곡된다. 이와 같이 절곡된 전극리드가 버스바와 면접촉하는 부분이 용접부가 되는 바, 버스바와 전극리드의 결합력을 확보하기 위하여, 상기 용접부를 최대한 넓게 확보하는 것이 필요하다.
센싱부(223)는 절곡부(222)가 전극리드(211)를 절곡하기 전에는 절곡부의 하면(222a)에 대해 수직인 상태로 절곡부(222)에 부착되어 있고, 절곡부(222)의 수평 이동에 따라 제1방향으로 90도 회전하여 버스바(230)의 상면에 위치하게 된다. 즉, 전극리드(211)가 절곡되면 센싱부(223)는 절곡부의 하면(222a)과 평행한 상태가 되도록 회전하는 구조로 이루어진다.
센싱부(223)는 탄성부재를 이용하여 절곡부(222)에 결합되어 있는 바, 전극리드(211)의 용접이 끝난 후, 전극리드의 절곡 및 용접 장치가 버스바에서 멀어지면, 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 센싱부(223)는 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 90도 회전하여 대기 상태로 되돌아갈 수 있다.
상기 탄성부재는 예를 들어 용수철 및 고무줄 등을 포함할 수 있다.
전극리드(221)가 상기 제1방향으로 90도 절곡되면 버스바(230)와 절곡부(222) 사이에 형성되는 공간의 거리는 전극리드(211)의 두께와 동일한 상태가 된다.
본 발명은, 전극리드(211)와 버스바(230) 간의 용접 상태를 검사하기 위한 비전을 포함하는 바, 절곡된 전극리드를 버스바에 용접하기 이전 단계에서, 미리 전극리드의 절곡 상태가 정상인지 여부를 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 비전은 전극리드와 버스바 사이의 거리를 측정하거나, 센싱부와 절곡부의 하면이 이룬 각도를 측정하거나, 또는 센싱부와 버스바가 이룬 각도를 측정하여, 전극리드의 절곡 상태의 불량 여부를 판단할 수 있다.
따라서, 센싱부의 두께가 전극리드의 두께 보다 얇거나, 버스바와 절곡부 사이의 거리에 영향을 주지 않는 위치에 센싱부가 결합된 경우로서, 버스바(230)와 절곡부(222) 사이의 거리가 전극리드의 두께와 동일한 경우에는, 전극리드(221)가 버스바와 밀착된 상태인 바, 용접면이 최대로 형성되어 용접 불량 발생 가능성을 현저히 낮출 수 있다.
예를 들어, 알루미늄 소재로 이루어지고 두께가 0.4 ㎜인 양극리드를 사용한 경우와, 구리 소재로 이루어지고 두께가 0.2 ㎜인 음극리드를 사용한 경우에, 버스바(230)와 절곡부 하면(222a)의 거리 각각이 0.4 ㎜와 0.2 ㎜로 측정되었다면, 전극리드가 90도 절곡되어 버스바의 상면에 배치된 상태임을 알 수 있다.
또한, 센싱부(223)와 절곡부의 하면(222a)이 이룬 각도, 및 센싱부(223)와 버스바(230)가 이룬 각도가 0도인 경우에는, 전극리드의 절곡 상태가 정상이고, 상기 각도가 0도가 아닌 경우에는 전극리드의 절곡 상태가 불량임을 알 수 있다.
이와 같이, 전극리드의 절곡 상태가 불량인 경우에는, 전극리드를 절곡하는 과정을 다시 수행하여, 전극리드와 버스바의 접촉면이 최대가 되도록 한다.
도 3은 버스바에 전극리드가 관통된 전지셀 상부에 전극리드의 절곡 및 용접 장치가 배치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3의 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전극리드의 절곡 및 용접 장치(220)는 도 2에 도시된 것으로서, 버스바(230) 상에 배치될 때, 전극리드(211)의 제1면(211a) 상에 절곡부(222)가 배치되는 것을 나타내고 있다.
절곡부(222)는 중공(224)이 형성된 사각 기둥 형태인 바, 베이스부(221)에서부터 절곡부(222)를 관통하도록 중공(224)이 형성되어 있다. 따라서, 중공(224)을 통해 용접봉이 삽입되어 용접이 이루어질 수 있는 바, 절곡부가 전극리드를 가압한 상태에서 전극리드(211)와 버스바(230) 간의 용접이 진행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 센싱부(223)는 절곡부 하면(222a)에 대해 수직이 되도록 하향 연장된 상태로 버스바의 슬릿에 장착되고, 전극리드를 절곡하기 위해 절곡부(222)가 이동하면 센싱부(223)는 90도 회전하여 절곡부 하면(222a)에 평행한 상태가 된다.
즉, 도 4와 같이, 센싱부(223)가 절곡부 하면(222a)에 부착된 경우에는, 센싱부(223)가 전극리드와 밀착된 상태로 전극리드가 절곡될 수 있다.
따라서, 전극리드(211)의 절곡 각도와 동일한 각도로 센싱부(223)가 회전한다. 따라서, 절곡부 하면(222a)에 대한 센싱부(223)의 각도가 0도가 아닌 경우에는, 전극리드의 절곡 상태를 불량으로 판정할 수 있다.
이와 같이, 센싱부(223)가 절곡부 하면(222a)에 부착된 경우에는, 전극리드와 센싱부(223)가 밀착된 상태로 절곡되기 때문에, 절곡부(222)의 폭(w)보다 버스바의 폭이 작더라도 전극리드 절곡 상태의 불량 여부를 확인할 수 있다.
도 5는 하나의 실시예에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
도 5를 참조하면, 전극리드의 절곡 및 용접 장치(320)는 절곡부(322)가 베이스부(321)에서 하향 연장되도록 부착되어 있고, 회전 가능한 형태로 이루어진 센싱부(323)가 절곡부의 측면(322b) 하부에 부착되어 있다.
센싱부(323)가 회전되었을 때 센싱부(323)와 절곡부의 하면(322a)이 이루는 각도가 0도가 될 수 있도록, 센싱부(323)는 절곡부의 하면(323a)과 동일한 평면에 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 절곡부의 측면(323b)에 센싱부(323)가 부가된 경우에는, 전극리드의 두께가 센싱부의 두께보다 두껍더라도 전극리드가 90도 절곡될 수 있으므로, 전극리드의 절곡 상태 불량 여부를 확인할 수 있다.
도 4의 절곡부(222)에 중공(224)이 형성된 것과 달리, 절곡부(322)에는 절곡부의 하면(322a)에 용접봉(325)이 부가되어 있다.
따라서, 전극리드를 절곡하여 가압한 상태에서 바로 용접 과정이 신속하게 진행될 수 있다.
용접봉의 개수는 도 4에 도시된 것과 같이 개별 절곡부마다 3개씩 형성되어 있을 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 6은 다른 하나의 실시예에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 사시도이다.
도 6을 참조하면, 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 단위체(420, 420')는, 1개의 센싱부(423)가 결합된 1개의 절곡부(422)가 베이스부(421)에 부착되어 형성되고, 각각의 단위체들이 서로 결합하여 복수의 단위체들이 조립되는 형태가 될 수 있다.
단위체(420)의 베이스부(421)에는 오목부(427)가 형성되고, 단위체(420')에는 단위체(420)의 오목부(427)에 슬라이딩 체결로 결합할 수 있도록 대응되는 형태로 이루어진 돌출부(428)가 형성되어 있다. 또한, 단위체(420')에는 다른 단위체와 결합할 수 있도록 오목부(427)가 형성되어 있다.
도 6에는 생략되어 있으나, 단위체는 도 3 및 도 4에 도시된 형태와 같이 베이스부에서 절곡부를 관통하도록 형성된 중공으로 용접봉을 삽입하여 용접을 진행하거나, 도 5에 도시된 형태와 같이, 절곡부 하면에 용접봉이 돌출된 형태일 수 있다.
본 발명은 복수의 전지셀들을 밀착 배열한 상태로 전극리드를 절곡하고 용접하는 장치에 대한 것인 바, 이와 같이 복수의 단위체들을 결합할 수 있는 구조로 이루어지는 경우에는, 파우치형 전지셀의 개수에 따라 단위체들의 결합과 분리를 선택적으로 할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치를 사용하는 경우에는, 전극리드의 절곡 불량 여부를 용접 작업 이전에 미리 검사할 수 있으므로, 용접 불량이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
110, 210: 전지셀
111, 112, 211: 전극리드
120: 전극리드 절곡 장치
130, 230: 버스바
131, 231: 슬릿
211a: 제1면
220: 전극리드의 절곡 및 용접 장치
221, 321, 421: 베이스부
222, 322, 422: 절곡부
222a, 322a: 절곡부의 하면
223, 323, 423: 센싱부
224: 중공
322b: 절곡부의 측면
325: 용접봉
420, 420': 단위체
427: 오목부
428: 돌출부
w: 절곡부의 폭

Claims (16)

  1. 수직 방향 및 수평 방향으로 이동이 가능한 베이스부;
    상기 베이스부에 부착되어 하향 연장되는 절곡부; 및
    상기 절곡부에 회전 가능한 형태로 부착되어 있는 센싱부;
    를 포함하고,
    상기 절곡부가 전극리드를 절곡한 상태에서 상기 전극리드와 버스바 간의 용접이 이루어지는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부는,
    상기 절곡부가 상기 전극리드를 절곡하기 전에는 상기 절곡부의 하면에 대해 수직인 상태로 상기 절곡부에 부착되어 있고,
    상기 전극리드가 절곡되면 상기 절곡부의 하면과 평행한 상태가 되도록 회전하는 구조로 이루어진 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 센싱부와 상기 절곡부의 하면이 이룬 각도를 측정하여 상기 전극리드의 절곡 상태의 불량 여부를 판단하는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 센싱부와 버스바가 이룬 각도를 측정하여 상기 전극리드의 절곡 상태의 불량 여부를 판단하는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부와 상기 버스바 사이에 형성되는 이격 간격 크기는 상기 전극리드의 두께와 동일하게 형성되는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 센싱부는 탄성부재를 이용하여 상기 절곡부에 결합되어 있고, 상기 전극리드의 용접이 끝난 후 상기 탄성부재의 탄성력에 의해 상기 센싱부는 대기 상태로 되돌아가는 형태인 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전극리드와 상기 버스바 간의 용접 상태를 검사하기 위한 비전을 더 포함하는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡부는 중공이 형성된 사각 기둥 형태이고, 상기 중공을 통해 용접봉이 삽입되어 용접이 이루어지는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 절곡부의 하면에 용접봉이 부가되어 있는 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 1개의 센싱부가 결합된 1개의 절곡부가 상기 베이스부에 부착되어 단위체를 형성하고, 복수의 단위체들이 조립가능한 구조로 이루어진 전극리드의 절곡 및 용접 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 전극리드의 절곡 및 용접 장치를 이용한 전극리드의 용접 방법으로서,
    (a) 전지셀들을 준비하고 전극리드가 버스바의 슬릿을 통과하도록 배치하는 단계;
    (b) 전극리드의 제1면에 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 절곡부를 배치하는 단계;
    (c) 상기 전극리드를 절곡하는 단계; 및
    (d) 절곡된 전극리드를 상기 버스바에 용접하는 단계;
    를 포함하는 전극리드의 용접 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 (d) 단계 이전에, 상기 전극리드 절곡 상태의 불량 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 전극리드의 용접 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 (b) 단계에서,
    상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치는 하향 이동하는 바,
    상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 센싱부는 상기 전극리드가 돌출된 방향과 평행하도록 상기 버스바의 슬릿을 통과하여 위치하고,
    상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 절곡부 하면은 상기 버스바와 인접하도록 배치되는 전극리드의 용접 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 (c) 단계는, 전극리드의 제1면 상에 상기 절곡부를 배치하고, 상기 제1면의 반대쪽인 제2면이 상기 버스바와 평행하게 대면하도록 상기 절곡부를 수평 이동하는 과정으로 진행되는 전극리드의 용접 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 전극리드의 절곡 및 용접 장치의 센싱부는 상기 절곡부의 수평 이동에 따라 제1방향으로 90도 회전하여 상기 버스바의 외면에 위치하게 되는 전극리드의 용접 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 센싱부는 상기 단계 (d) 이후에 상기 버스바로부터 멀어지면서 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 90도 회전하여 대기 상태로 되돌아가는 전극리드의 용접 방법.
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