KR20220040931A - 로드 셀을 포함하는 전지 셀 가압 지그, 및 이를 이용한 전지 셀 가압 방법과 스웰링 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 둘 이상의 로드셀을 개재하여 전지 셀에 정확하고 균등한 가압이 가능한 전지 셀 가압 지그, 이를 이용한 전지 가압 방법, 및 전지 셀의 스웰링 측정 방법에 관한 것이다.

Description

로드 셀을 포함하는 전지 셀 가압 지그, 및 이를 이용한 전지 셀 가압 방법과 스웰링 측정 방법{BATTERY CELL PRESSURIZING JIG COMPRISING LOAD CELL, AND PRESSING METHOD AND SWELLING MEASUREMENT METHOD FOR BATTERY CELL USING THS SAME}
본 발명은 로드 셀을 포함하는 전지 셀 가압 지그, 및 이를 이용한 전지 셀 가압 방법과 스웰링 측정 방법에 관한 것이다.
최근 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에, 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원 으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용할 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 전극 조립체를 전지케이스에 수납하고 전해액을 주입하는 단계를 거친 후, 전지 활성화 단계를 거쳐 제조된다. 이때, 전지 활성화 단계는 이차전지를 셀 지그에 장착한 후, 활성화에 필요한 조건으로 이차전지를 충방전하는 과정을 포함하게 된다. 이와 같은 셀 지그는 전지 활성화 단계에서 이차전지를 충전하거나 방전하는데 주로 사용되는데, 이 뿐만 아니라 이차전지의 스웰링(Swelling) 현상 등에 대한 성능 평가 용도로 사용되기도 한다.
종래의 셀 지그는 나사 조임 방식의 지그와 핸들형 지그가 있다. 나사 조임 방식의 지그의 경우 볼트 조임 토크로 가압하기 때문에 축방향으로 힘이 정확히 전달하는지 불명확하며 볼트 수에 따라 변수가 많다는 문제점이 있다. 반면, 핸들형 지그의 경우 정확한 초기 가압은 가능하지만 중앙부분에 가압이 집중되고 지그 자체의 부피가 크며, 나사 조임 방식의 지그에 비해 적은 전지 셀만 개재할 수 있다는 단점이 있다.
구체적으로, 도 1은 종래의 나사 조임 방식의 셀 지그의 모식도이며, 도 2는 도 1에 도시된 셀 지그의 측면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 셀 지그(10)는 상하 부분에 각각 위치하는 제1 플레이트(12)와 제2 플레이트(13)를 통해 전지 셀(11)을 가압 및 고정한다.
상기 셀 지그(10)는 볼트 체결부(14)를 통해, 전지 셀(11)이 개재된 상태의 제1 플레이트(12)와 제2 플레이트(13)를 고정하게 된다. 상기 볼트 체결부(14)는 제1 플레이트(12)와 제2 플레이트(13)를 관통하여 체결된다. 그러나, 볼트 체결부(14)에 의한 체결은, 체결 개수, 체결 순서 또는 작업자의 성향에 따라 전지 셀(11)에 가압되는 압력이 위치에 따라 차이가 발생하는 문제점이 있다.
한국특허공개공보 제2017-0042082호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 둘 이상의 로드 셀을 개재하여 전지 셀에 정확하고 균등한 가압이 가능한 전지 셀 가압 지그, 이를 이용한 전지 셀 가압 방법 및 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그는, 서로 대면하도록 배치된 제1 및 제2 플레이트; 전지 셀을 개재한 상태에서, 제1 및 제2 플레이트를 고정하는 둘 이상의 볼트 체결부; 제1 및 제2 플레이트 사이에 배치되되, 전지 셀이 형성되지 않은 영역에 위치하는 둘 이상의 로드 셀; 및 로드 셀의 위치에 대응되도록 제1 또는 제2 플레이트에 관통하여 배치되되, 상기 로드 셀의 높이를 조절하는 높이 조절판을 포함한다.
이 때, 상기 로드 셀 각각에 연결되어, 로드 셀에 가해진 압력을 표시하는 압력 표시부를 더 포함할 수 있다.
하나의 예에서, 상기 볼트 체결부는 제1 및 제2 플레이트를 관통하여 형성되되, 전지 셀이 위치하지 않은 영역에 일정 간격으로 이격되어 형성된 구조이다.
구체적인 예에서, 상기 볼트 체결부는 4 내지 12개 형성된 구조이고, 상기 로드 셀은 2 내지 10 개 형성된 구조이다.
하나의 예에서, 상기 높이 조절판은, 나사선 회전에 의해 로드 셀의 높이를 조절한다.
하나의 예에서, 상기 높이 조절판은, 유압 또는 공기압 실린더에 의해 로드 셀의 높이를 조절한다.
하나의 예에서, 전지 셀의 제1 및 제2 전극 리드와 전기적으로 연결되는 충방전부를 더 포함한다.
하나의 예에서, 상기 전지 셀은 파우치형 전지 셀이다.
하나의 예에서, 제1 및 제2 플레이트 사이에는 하나 또는 둘 이상의 전지 셀이 적층되고, 둘 이상의 전지 셀은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되는 구조이다.
또한, 본 발명은 전지 셀 가압 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 전지 셀 가압 방법은 앞서 설명한 바와 같은 전지 셀 가압 지그를 이용하되, 서로 대면하는 제1 및 제2 플레이트 사이에 전지 셀을 개재한 상태에서 제1 및 제2 플레이트 사이를 볼트 체결부로 체결하는 단계; 각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 영역별 압력 불균형 여부를 확인하는 단계; 및 각 볼트 체결부의 조임을 조절하여 각 영역별 압력을 동등 수준으로 조정하는 단계를 포함한다.
하나의 예에서, 압력 불균형 여부를 확인하는 단계 또는 그 이후에, 각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하고, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함한다.
또한, 본 발명은 전지 셀 스웰링 측정 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전지 셀 스웰링 측정 방법은 앞서 설명한 바와 같은 전지 셀 가압 지그를 이용하여 전지 셀을 가압한 상태에서, 전지 셀을 충방전하는 단계; 및 전지 셀을 충방전하는 단계를 수행하는 동안, 각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 각 영역별 전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계를 포함한다.
하나의 예에서, 전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계는, 각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하여, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그는, 둘 이상의 로드 셀을 개재하여 전지 셀에 정확하고 균등한 가압이 가능하게 하여, 전지 활성화 단계에서 안정적인 이차전지의 충방전이 가능하고 스웰링 현상에 대한 이차전지의 정확한 성능 평가가 가능하다.
도 1은 종래의 셀 지그의 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 셀 지그의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 저면도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 로드 셀 및 높이 조절판을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 측면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 명세서 전체에서 사용되는, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부 뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
이하 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명은 전지 셀에 균등하고 정확한 가압이 가능한 전지 셀 가압 지그, 이를 이용한 전지 셀의 가압 방법, 및 전지 셀의 스웰링 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그는 서로 대면하도록 배치된 제1 및 제2 플레이트; 전지 셀을 개재한 상태에서, 제1 및 제2 플레이트를 고정하는 둘 이상의 볼트 체결부; 제1 및 제2 플레이트 사이에 배치되되, 전지 셀이 형성되지 않은 영역에 위치하는 둘 이상의 로드 셀; 및 로드 셀의 위치에 대응되도록 제1 또는 제2 플레이트에 관통하여 배치되되, 상기 로드 셀의 높이를 조절하는 높이 조절판을 포함하는 구조를 갖는다.
종래의 셀 지그는 전지 셀을 고정하기 위해서 제1 플레이트와 제2 플레이트를 관통하는 볼트 체결부를 이용한다. 한편, 볼트 체결부를 체결하는 순서 또는 작업자의 성향에 따라 전지 셀에 가압되는 압력이 위치에 따라 차이가 발생하는 문제가 발생하였다. 이에, 본 발명에서는 둘 이상의 로드 셀을 이용하여, 정확하고 균등한 가압이 가능한 전지 셀 가압 지그, 이를 이용한 전시 셀 가압 방법 및 전지 셀의 스웰링 측정 방법을 제공한다.
이하에서는 도 3 내지 7을 참조하여, 본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그, 이를 이용한 전지 셀 가압 방법, 및 전지 셀 스웰링 측정 방법을 상세히 설명한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 3 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 지그의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 지그의 저면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그(100)는 제1 플레이트(120) 및 제2 플레이트(130), 볼트 체결부(140), 로드 셀(150) 및 높이 조절판(160)을 포함한다. 상기 전지 셀 가압 지그(100)는 제1 플레이트(120) 및 제2 플레이트(130)이 서로 대면하도록 배치되며, 제1 플레이트(120) 및 제2 플레이트(130) 사이에 전지 셀(110)이 개재된다. 제1 및 제2 플레이트(120, 130)는 둘 이상의 볼트 체결부(140)에 의해 고정된다. 상기 볼트 체결부(140)는 전지 셀(110)이 형성되지 않은 영역에 위치하되 제1 및 제2 플레이트(120, 130)를 관통하는 구조이다. 예를 들어, 상기 볼트 체결부(14)는 좌우 4개씩 총 8개가 일정 간격으로 이격되어 배치된다.
또한, 볼트 체결부(140)들 사이에는 로드 셀(150)이 위치한다. 상기 로드 셀(150)은 그 하부에 배치된 높이 조절판(160)에 의해 높이가 조절되는 구조이다. 상기 로드 셀(15)은 볼트 체결부(14)들 사이에 배치된 구조이고, 예를 들어, 아래쪽에 위치하는 제2 플레이트(130)를 관통하여 위치한다. 상기 로드 셀(150)은 전지 셀(110)이 형성되지 않은 영역에 위치함으로써, 종래의 나사 조임 방식의 지그의 구조를 그대로 이용하여, 지그 자체의 부피가 작은 장점을 그대로 활용한다. 또한, 상기 높이 조절판(160)에 의해 전지 셀(110)의 두께에 따라 로드 셀(150)의 높이를 조절할 수 있다. 따라서, 전지 셀(110)의 개수 및 두께의 제한 없이 가압이 가능한 장치를 제공한다.
구체적인 실시예에서, 로드 셀(150) 각각에 연결되어, 로드 셀(150)에 가해진 압력을 표시하는 압력 표시부(미도시)를 포함한다. 압력 표시부가 로드 셀(150)별로 압력을 표시함으로써, 로드 셀(150)이 위치하는 영역에 가해지는 압력을 개별적으로 확인할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 볼트 체결부(140)는 제1 및 제2 플레이트(120, 130)를 관통하여 형성되되, 전지 셀(110)이 위치하지 않은 영역에 일정 간격으로 이격되어 형성된 구조이다. 상기 볼트 체결부(140)가 일정 간격으로 이격되어 형성됨으로써, 상기 로드 셀(150)이 위치할 공간을 마련할 수 있고 전지 셀(110)에 가해지는 압력을 영역별로 고르게 판단할 수 있다.
구체적인 실시예에서, 상기 볼트 체결부(140)는 4 내지 12개 형성된 구조이고, 상기 로드 셀(150)은 2 내지 10 개 형성된 구조일 수 있다. 구체적으로는, 볼트 체결부(140)는 6 내지 10개 형성되며, 로드 셀(150)은 4 내지 8개 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 볼트 체결부(140)가 6개 또는 8개 형성되며, 볼트 체결부(140) 사이에 로드셀(150)이 하나씩 형성되어, 4개 또는 6개 형성될 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 높이 조절판(160)은, 나사선 회전에 의해 로드 셀(150)의 높이를 조절한다. 구체적으로, 로드 셀(150)이 삽입 및 제거 가능하도록 제1 또는 제2 플레이트(120, 130)에 관통되어 형성된 홀 내주면에 나사선이 형성되고, 이에 대응되는 나사선이 로드 셀(150) 외주면에 형성되어 있다. 이로 인해, 나사선 회전에 의해 로드 셀(150)이 삽입 및 제거될 뿐만 아니라 높이 조절이 가능하게 된다.
또한, 상기 높이 조절판은 유압 또는 공기압 실린더에 의해 로드 셀의 높이를 조절할 수 있다. 구체적으로, 공기압 또는 유압에 의해 기계적인 왕복 상하 운동을 수행하여, 나사선이 형성된 경우에 비해 정밀한 높이 조절이 가능하다. 그러나, 가압이 완료된 후에도 로드 셀을 제거하기 어려울 수 있다.
하나의 실시예에서, 전지 셀(110)의 제1 전극 리드(110a) 및 제2 전극 리드(110b)와 전기적으로 연결되는 충방전부(미도시)를 더 포함한다. 후술하는 바와 같이, 상기 충방전부로 인해 일정한 압력이 가해진 상태에서 전지 셀의 충방전으로 인한 스웰링 측정이 가능하다.
하나의 실시예에서, 본 발명의 가압 지그에 개재되는 전지 셀(110)은 파우치형 전지 셀일 수 있다.
하나의 실시예에서, 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에는 하나 또는 둘 이상의 전지 셀(110)이 적층되고, 둘 이상의 전지 셀(110)은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되는 구조일 수 있다. 상기 로드 셀(150)은 높이 조절 가능하므로 하나의 전지 셀뿐만 아니라 둘 이상의 전지 셀을 개재하여 가압하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 셀 가압 지그를 이용한 전지 셀 가압 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전지 셀 가압 방법은 제 1 항에 따른 전지 셀 가압 지그를 이용하되, 서로 대면하는 제1 및 제2 플레이트 사이에 전지 셀을 개재한 상태에서 제1 및 제2 플레이트 사이를 볼트 체결부로 체결하는 단계; 각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 영역별 압력 불균형 여부를 확인하는 단계; 및 각 볼트 체결부의 조임을 조절하여 각 영역별 압력을 동등 수준으로 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전지 셀 가압 방법은 둘 이상의 로드 셀을 통해 영역별 압력을 측정하여 그 차이를 확인할 수 있다. 압력 불균형에 따라 각 볼트 체결부의 조임을 조절하면 전지 셀에 대한 균등한 가압이 가능하다.
또한, 압력 불균형 여부 확인하는 단계 또는 그 이후에, 각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하고, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 각 로드 셀의 압력의 합산 값은 전지 셀에 가해지는 전체 압력을 의미하므로 기준치 범위를 벗어나면 의도한 압력이 정확히 가해지지 않는 것을 의미한다. 따라서, 기준치 범위를 벗어나는 경우 상기 볼트 체결부를 재조정함으로써 전지 셀에 대해 정확한 압력을 가할 수 있다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전지 셀 가압 지그를 이용한 전지 셀 스웰링 측정 방법을 제공한다.
과충전, 과방전 등에 의해 전지가 비정상적으로 작동하여 전지 요소의 분해 반응이 일어나고 이로 인해 과열 및 가스 발생하여 전지가 부풀어 오르는 현상을 스웰링(Swelling)이라고 한다. 스웰링 현상에 의해 전지가 부풀어 오름에 따라, 전지 셀에 압력을 가하고 있는 제1 및 제2 플레이트를 밀어내게 된다. 이에 따라, 로드 셀에서 측정되는 압력 값은 감소하게 되어 스웰링 현상이 일어났음을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 전지 셀 스웰링 측정 방법은, 전지 셀 가압 지그와 상기 가압 지그에 전원을 공급하는 충방전부를 포함한다.
하나의 실시예에서, 전지 셀 가압 지그를 이용하여 전지 셀을 가압한 상태에서, 전지 셀을 충방전하는 단계; 및 전지 셀을 충방전하는 단계를 수행하는 동안, 각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 각 영역별 전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 충방전 과정에서 일어나는 스웰링 현상을 측정할 수 있으며, 둘 이상의 로드 셀을 포함하고 있어, 각 영역별로 스웰링 상태를 확인할 수 있는 이점을 제공한다.
하나의 실시예에서, 전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계는, 각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하여, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함한다. 합산된 압력이 스웰링 현상에 의해 기준치 범위를 벗어나 감소했다면 전지 셀의 스웰링 발생을 확인할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 3 및 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 측면도 및 저면도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그(100)는 서로 대면하도록 배치된 제1 플레이트(120) 및 제2 플레이트(130); 전지 셀(110)을 개재한 상태에서, 제1 및 제2 플레이트(120, 130)를 고정하는 둘 이상의 볼트 체결부(140); 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에 배치되되, 전지 셀(110)이 형성되지 않은 영역에 위치하는 둘 이상의 로드 셀(150); 및 로드 셀(150)의 위치에 대응되도록 제2 플레이트(130)에 관통하여 배치되되, 상기 로드 셀(150)의 높이를 조절하는 높이 조절판(160)을 포함한다. 또한, 볼트 체결부(140)는 일측면에 4개씩 총 8개 형성된 구조이며, 로드 셀(150)은 상기 볼트 체결부(140) 사이에 하나씩 형성되어 일측면에 3개씩 총 6개 형성된 구조이다. 도 3은 전지 셀 가압 지그(100)의 측면도인 바, 일측면에 4개의 볼트 체결부 및 3개의 로드 셀이 형성된 모습을 도시한다.
상기 볼트 체결부(140)를 구성하는 볼트(141)와 상기 볼트가 체결되는 너트(142)를 포함하는 구조이며, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 높이 조절판(160)은 로드 셀(150)이 제2 플레이트(130)를 관통할 수 있도록 형성된 홀 내주면에 나사선이 형성된 구조이며, 상기 로드 셀(150) 외주면에 상기 홀과 대응되는 나사선이 형성되어 삽입, 제거, 또는 높이 조절이 가능한 구조를 가진다. 구체적으로, 나사선이 회전함에 따라 상하 방향대로 로드 셀(150)이 이동함으로써, 높이 조절이 가능하다. 도 3 에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2 플레이트(120, 130) 사이에 개재되는 전지 셀(110)의 개수 또는 두께에 따라, 로드 셀(110)의 상단이 제1 플레이트(120)와 맞닿도록 높이 조절판(160)을 조절함이 바람직하다.
또한, 도 4는 도 3에 도시된 전지 셀 가압 지그(100)의 저면을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 8개의 볼트 체결부(140) 및 6개의 로드 셀(150)이 형성된 구조로 도시되어 있으나, 볼트 체결부(140) 및 로드 셀(150)의 개수와 배치는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제2 플레이트(130)에 관통하여 형성된 높이 조절판(160)은 로드 셀(150)의 삽입 및 제거가 가능하도록 로드 셀(150)과 동일한 크기를 갖거나 로드 셀(150)보다 약간 큰 크기를 갖는다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 로드 셀(150)과 높이 조절판(160)을 도시한 사시도이다. 상기 로드 셀(150)은 위쪽이 폭이 좁은 원기둥 구조이고, 아래쪽은 상대적으로 폭이 넓은 원기둥 형상이다. 또한, 로드 셀(150)의 아래쪽에는 나사선이 형성된 높이 조절판(160)이 위치한다. 상기 높이 조절판(160)은 외측에 형성된 나사선을 이용하여, 제2 플레이트(130)의 타공된 홀에 체결되고, 상기 나사선의 회전에 의해 로드 셀(150)의 위치를 상하 방향으로 제어하게 된다. 상기 제2 플레이트(130)에는 로드 셀(150) 및 높이 조절판(160)이 삽입되는 홀이 형성된 구조이고, 상기 홀의 내주면에는 나사선이 형성된 구조이다. 예를 들어, 상기 로드 셀(150)과 높이 조절판(160)은 분리형 구조일 수 있으나, 일체형 구조인 경우도 가능하다.
(제2 실시 형태)
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지 셀 가압 지그의 측면도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 전지 셀 가압 지그(200)는 높이 조절판(260)이 유압 또는 공기 실린더에 의해 로드 셀(250)의 높이를 조절한다.
상기 높이 조절판(260)은 제1 실시 형태의 나사선을 포함하지 않고 유압 또는 공기 실린더를 포함한다. 즉, 수용부(261)는 작동유 또는 공기의 유출입을 통해, 로드 셀(250)이 상하 운동하는 구조이다. 구체적으로, 작동유 또는 공기가 수용부(261)에 주입되면, 로드 셀(250) 하단에 위치하는 피스톤(262)이 가압되어 로드 셀(250)이 상향 이동하게 된다. 반대로, 작동유 또는 공기가 수용부(261)에서 외측으로 유출되면, 피스톤(262)에 가해지는 압력이 감소함에 따라 로드 셀(250)이 하향 이동하게 된다. 한편, 작동유 또는 공기의 유출입을 위한 개구(미도시) 및 개폐 부재(미도시)가 제2 플레이트 하단에 형성될 수 있으며, 전지 셀 가압 지그(200) 외측에 상기 수용부(261)로부터 유출되는 작동유 또는 공기를 수용할 제2 수용부(미도시)도 형성될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같은 구조로 인해, 도 5와 같이 로드 셀(250)만을 분리할 수 없으며, 도 6과 같이 로드 셀(250)이 제거된 형태는 불가능하다.
이 외에는 제1 실시 형태와 동일한 구조를 가지므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10, 100, 200: 전지 셀 가압 지그
11, 110, 210: 전지 셀
110a: 제1 전극 리드
110b: 제2 전극 리드
12, 120, 220: 제1 플레이트
13, 130, 230: 제2 플레이트
14, 140, 240: 볼트 체결부
141: 볼트
142: 너트
150, 250: 로드 셀
160, 260: 높이 조절판
261: 수용부
262: 피스톤

Claims (13)

  1. 서로 대면하도록 배치된 제1 및 제2 플레이트;
    전지 셀을 개재한 상태에서, 제1 및 제2 플레이트를 고정하는 둘 이상의 볼트 체결부;
    제1 및 제2 플레이트 사이에 배치되되, 전지 셀이 형성되지 않은 영역에 위치하는 둘 이상의 로드 셀; 및
    로드 셀의 위치에 대응되도록 제1 또는 제2 플레이트에 관통하여 배치되되, 상기 로드 셀의 높이를 조절하는 높이 조절판을 포함하는 전지 셀 가압 지그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    로드 셀 각각에 연결되어, 로드 셀에 가해진 압력을 표시하는 압력 표시부를 포함하는 전지 셀 가압 지그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 볼트 체결부는 제1 및 제2 플레이트를 관통하여 형성되되, 전지 셀이 위치하지 않은 영역에 일정 간격으로 이격되어 형성된 구조인 전지 셀 가압 지그.
  4. 제 1 항에 있어서,
    볼트 체결부는 4 내지 12개 형성된 구조이고,
    로드 셀은 2 내지 10 개 형성된 구조인 전지 셀 가압 지그.
  5. 제 1 항에 있어서,
    높이 조절판은, 나사선 회전에 의해 로드 셀의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 전지 셀 가압 지그.
  6. 제 1 항에 있어서,
    높이 조절판은, 유압 또는 공기압 실린더에 의해 로드 셀의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 전지 셀 가압 지그.
  7. 제 1 항에 있어서,
    전지 셀의 제1 및 제2 전극 리드와 전기적으로 연결되는 충방전부를 더 포함하는 전지 셀 가압 지그.
  8. 제 1 항에 있어서,
    전지 셀은 파우치형 전지 셀인 전지 셀 가압 지그.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2 플레이트 사이에는 하나 또는 둘 이상의 전지 셀이 적층되고,
    둘 이상의 전지 셀은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결되는 구조인 전지 셀 가압 지그.
  10. 제 1 항에 따른 전지 셀 가압 지그를 이용하되, 서로 대면하는 제1 및 제2 플레이트 사이에 전지 셀을 개재한 상태에서 제1 및 제2 플레이트 사이를 볼트 체결부로 체결하는 단계;
    각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 영역별 압력 불균형 여부를 확인하는 단계; 및
    각 볼트 체결부의 조임을 조절하여 각 영역별 압력을 동등 수준으로 조정하는 단계를 포함하는 전지 셀 가압 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    압력 불균형 여부를 확인하는 단계 또는 그 이후에,
    각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하고, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함하는 전지 셀 가압 방법.
  12. 제 1 항에 따른 전지 셀 가압 지그를 이용하여 전지 셀을 가압한 상태에서, 전지 셀을 충방전하는 단계; 및
    전지 셀을 충방전하는 단계를 수행하는 동안, 각 로드 셀에 가해진 압력을 체크하여 각 영역별 전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계를 포함하는 전지 셀 스웰링 측정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    전지 셀의 스웰링 상태를 확인하는 단계는,
    각 로드 셀에 가해진 압력을 합산하여, 합산된 압력이 기준치 범위를 벗어나는지 여부를 확인하는 과정을 포함하는 전지 셀 스웰링 측정 방법.
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