KR20220086082A - 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템 - Google Patents

Abstract

이차전지 충방전 유닛이 개시된다. 상기 이차전지 충방전 유닛은 이차전지 셀이 삽입되는 셀 삽입공간을 사이에 두고 각각 대면하게 배치되고 서로 간격이 좁혀지도록 상기 이차전지 셀의 바디를 가압하게 구비되는 복수의 압착플레이트; 각각의 압착플레이트에 장착되어 각각의 압착플레이트와 함께 이동하고, 상기 셀 삽입공간으로 삽입되는 이차전지 셀의 전극 리드에 접촉되게 구비되는 복수의 그립퍼 유닛; 및 상기 이차전지 셀의 두께 이상의 두께를 갖는 더미 셀을 포함하고, 상기 더미 셀이 상기 셀 삽입공간의 아래에 배치되도록 상기 각각의 압착플레이트의 하단부에 장착되고, 다수의 이차전지 셀이 상기 복수의 압착플레이트들 사이의 각각의 셀 삽입공간으로 삽입될 때 이차전지 셀의 삽입이 누락된 경우 상기 더미 셀을 상기 셀 삽입공간으로 삽입시키도록 구성되는 복수의 더미 셀 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템{SECONDARY BATTERY CHARGING AND DISCHARGING UNIT AND FORMATION SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이차전지 셀의 충방전 과정이 항시 안정적으로 운전되는 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 이차전지는 그 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분할 수 있다. 그 중 파우치형 이차전지는 금속층(포일)과 상기 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있어 많은 관심을 모으고 있다.

이러한 파우치형 이차전지에는 전극 조립체가 적층된 형태로 수납되는데, 상기 전극 조립체에는 전극 탭 및 전극 리드가 연결되어 있고, 상기 전극 리드는 파우치 외장재로부터 돌출되어 있다. 이러한 전극 리드는 외부 장치와 접촉을 통해 전기적으로 연결되어 외부장치로부터 전력을 공급받게 된다.

파우치형 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되며, 전지 활성화 단계에서는 충방전 장치에 이차전지 셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전 및 방전을 수행하게 된다. 이와 같이, 전지의 활성화를 위해 충방전 장치를 이용해 소정의 충방전을 실시하는 과정을 포메이션(formation) 공정이라고 한다.

이러한 이차전지의 포메이션 공정을 수행하기 위해서는 이차전지가 충방전 장치에 제대로 장착되어야 한다. 즉, 이차전지의 전극 리드가 충방전 장치의 도전부에 접하도록 배치되어 양자가 전기적으로 연결되어야 하고, 충방전이 진행되는 동안에 이러한 전기적 연결 상태가 유지되어야 한다.

이를 위해 이차전지의 충방전 장치는 이차전지 셀을 고정하기 위한 복수 개의 압착 플레이트를 구비하는 것이 일반적이다. 상기 압착 플레이트 2장 사이에 각각 파우치형 이차전지를 끼우고 양측에서 압력을 가하면서, 이차전지의 리드를 통해 전류를 인가하여 충전을 한다.

이와 같이, 압착 플레이트로 이차전지 셀을 눌러줌으로써 충방전 과정에서 가스 발생에 따른 이차전지 셀의 두께 증가를 억제할 수 있다. 이때 발생한 가스는 가스 포켓부에 포집하여 활성화 공정 후 제거한다. 여기서 상기 가스 포켓부는 파우치 외장재의 일부분으로서 활성화 공정에서 가압되는 셀 바디 부분에서 전극 리드에 교차하는 방향으로 연장 형성되어 있는 부분으로 추후 파우치 외장재에서 커팅(cutting)처리될 수 있다.

이러한 포메이션 공정에서 이차전지 셀(20)을 이송하는 픽업 장치의 오류 또는 이차전지 셀이 적재되는 로딩부에서의 이차전지 셀의 적재 오류가 발생될 수 있고, 이러한 오류에 의해 압착 플레이트 2장 사이에 이차전지 셀의 삽입이 누락되는 경우가 발생될 수 있다. 이러한 경우, 이차전지 셀의 삽입이 누락된 2장의 압착 플레이트는 이차전지 셀이 누락됨에 따라 서로 충돌될 수 있고, 이러한 충돌에 의해 압착 플레이트의 파손 및 압착 플레이트의 이동과 관련되는 부품들의 파손이 발생되는 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 2개의 압착플레이트 사이에 이차전지 셀의 삽입이 누락되더라도 이차전지 셀을 가압하는 과정에서 이차전지 셀이 누락된 상태로 마주하는 압착플레이트들이 충돌하여 파손되는 것을 방지하고, 나아가 압착플레이트들의 이동과 관련된 부품들의 파손을 방지하여, 이차전지 셀의 충방전 시험 과정에서 항상 안정적으로 운전될 수 있도록 한 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛은 이차전지 셀이 삽입되는 셀 삽입공간을 사이에 두고 각각 대면하게 배치되고 서로 간격이 좁혀지도록 상기 이차전지 셀의 바디를 가압하게 구비되는 복수의 압착플레이트; 각각의 압착플레이트에 장착되어 각각의 압착플레이트와 함께 이동하고, 상기 셀 삽입공간으로 삽입되는 이차전지 셀의 전극 리드에 접촉되게 구비되는 복수의 그립퍼 유닛; 및 상기 이차전지 셀의 두께 이상의 두께를 갖는 더미 셀을 포함하고, 상기 더미 셀이 상기 셀 삽입공간의 아래에 배치되도록 상기 각각의 압착플레이트의 하단부에 장착되고, 다수의 이차전지 셀이 상기 복수의 압착플레이트들 사이의 각각의 셀 삽입공간으로 삽입될 때 이차전지 셀의 삽입이 누락된 경우 상기 더미 셀을 상기 셀 삽입공간으로 삽입시키도록 구성되는 복수의 더미 셀 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 길이방향이 상기 복수 개의 압착플레이트들의 이동 방향에 평행하도록 상기 그립퍼 유닛들 사이에 연결되어 상기 복수의 압착플레이트들 및 상기 복수의 그립퍼 유닛들의 이동을 가이드 하고 간격을 유지시키는 다수의 링크조립체를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 링크조립체는, 서로 마주하는 2개의 압착플레이트 중 어느 하나의 압착플레이트의 좌우 양측의 단부에 결합되는 제1 링크연결축; 상기 서로 마주하는 2개의 압착플레이트 중 나머지 하나의 압착플레이트의 좌우 양측의 단부에 결합되고, 제1 링크연결축과 동선 상에 위치하는 제2 링크연결축; 및 상기 제1 링크연결축 및 상기 제2 링크연결축 중 어느 하나에 결합되는 제1 축결합구멍 및 상기 제1 축결합구멍의 반대편에서 상기 압착플레이트들이 이차전지 셀을 압착할 수 있는 이동 거리 이상의 길이로 연장되는 제2 축결합구멍을 포함하는 가이드링크를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 그립퍼 유닛은, 상기 압착플레이트의 상단부 길이를 따라 슬라이딩 이동되게 상기 압착플레이트의 상단부에 지지되는 슬라이딩 블록; 및 상기 슬라이딩 블록의 일측에 배치되고, 상기 셀 삽입공간으로 삽입되는 이차전지 셀의 전극 리드에 접촉되는 전압 동판 및 전류 동판을 포함하는 전극 컨택 모듈을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 그립퍼 유닛은 상기 전극 컨택 모듈 위로 배치되도록 상기 슬라이딩 블록에 회전 가능하게 결합되고, 상측 방향으로 회전하여 상기 전극 컨택 모듈의 상부 방향을 개방하는 개폐커버를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛을 이용하는 포메이션 시스템은 셀 삽입공간을 사이에 두고 각각 대면하게 배치되고 서로 간격이 좁혀지도록 이동 가능하게 설치되는 복수의 압착플레이트들, 각각의 압착플레이트에 장착되어 각각의 압착플레이트와 함께 이동 가능하게 설치되는 복수의 그립퍼 유닛, 및 상기 이차전지 셀의 두께 이상의 두께를 갖고 상기 셀 삽입공간 내외로 이동 가능하게 설치되는 더미 셀을 포함하는 더미 셀 유닛을 포함하는 이차전지 충방전 유닛; 이차전지 셀이 적치되는 로딩부로부터 이차전지 셀을 픽업하며 상기 셀 삽입공간 개수에 대응하는 개수로 구비되는 이차전지 픽업부를 포함하고, 픽업된 이차전지 셀을 상기 셀 삽입공간 각각에 삽입하는 이차전지 픽업 및 이송유닛; 및 상기 이차전지 충방전 유닛 또는 상기 이차전지 픽업 및 이송유닛에 설치되고, 상기 각각의 픽업부재에서의 이차전지 셀의 픽업 유무 또는 상기 이차전지 셀이 상기 셀 삽입공간에 삽입될 때 각각의 셀 삽입공간 내의 이차전지 셀 유무를 감지하며, 상기 이차전지 셀의 픽업이 누락된 경우 또는 상기 셀 삽입공간 내에 이차전지 셀의 삽입이 누락된 경우에 오류신호를 출력하는 다수의 이차전지 셀 유무 감지센서를 포함하고, 상기 더미 셀 유닛은 상기 오류신호가 출력되는 셀 유무 감지센서 위치에 대응하는 셀 삽입공간 위치로 상기 더미 셀을 삽입시키도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 이차전지 픽업홀더는 상기 거치바 상에 2개 장착되고, 각각의 이차전지 픽업홀더는, 상단부에 결합되는 제1 힌지 샤프트를 중심으로 회전하여 끝단부가 서로 맞닿거나 이격되게 동작하는 제1 홀더 및 제2 홀더를 포함하는 홀더부; 및 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더의 상단부에 힌지 연결되고, 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더의 상단부를 위로 당기거나 아래로 밀어서 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더를 회전 동작시키는 홀더 가동부를 포함하고, 상기 이차전지 셀 픽업 및 이송유닛은 상기 홀더 가동부의 상부에 배치되어 상기 홀더 가동부의 상승 및 하강 동작을 조작하는 홀더 가동 조작부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 이차전지 픽업홀더는, 상기 홀더 가동부의 상부에서 상기 홀더 가동부(223)에 연결되어 상기 홀더 가동부를 상기 제1 홀더 및 상기 제2 홀더가 맞닿게 하는 위치에 유지시키며, 승강 가능하며 하강 후 자체 복귀 가능하게 구성되는, 홀더 가동부 지지부를 더 포함하고, 상기 홀더 가동 조작부는 상기 홀더 가동부 지지부의 상부에 배치되며 상기 홀더 가동부 지지부를 수직 방향으로 누른 후 상기 홀더 가동부 지지부가 자체 복귀되도록 상기 홀더 가동부 지지부로부터 이격되게 구동될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 이차전지 픽업홀더는 상기 셀 삽입공간의 길이 방향의 양측에 배치되는 2개의 거치바 안착블록 상에 상기 거치바가 안착된 상태에서 이차전지 셀의 픽업 상태를 유지시킬 수 있다.

일 실시예에서, 상기 거치바 상의 2개의 이차전지 픽업홀더는 상기 거치바의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 다수의 거치바 안착블록은 높이가 가변되게 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템에 의하면, 2개의 압착플레이트 사이에 이차전지 셀의 삽입이 누락되더라도 이차전지 셀을 가압하는 과정에서 이차전지 셀이 누락된 상태로 마주하는 압착플레이트들이 충돌하여 파손되는 것을 방지하고, 나아가 압착플레이트들의 이동과 관련된 부품들의 파손을 방지하여, 이차전지 셀의 충방전 시험 과정에서 항상 안정적으로 운전될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛의 구성을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 이차전지 충방전 유닛의 전체 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 링크조립체를 설명하기 위한 부분 확대 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 압착플레이트 및 그립퍼 유닛의 배치 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 그립퍼 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 전극 컨택 모듈의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 결합 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시된 더미 셀 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 더미 셀 유닛의 설치 모습을 나타내는 부분 확대 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 픽업 및 이송유닛의 다수의 거치바 안착블록을 설명하기 위한 사시도이다.
도 13은 도 11에 도시된 셀 픽업 그립퍼를 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 도 13의 저면 사시도이다.
도 15은 도 13 및 도 14에 도시된 거치바를 생략하여 이차전지 픽업홀더만을 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 홀더 가동부 지지부를 생략하여 나타낸 이차전지 픽업홀더의 사시도이다.
도 17은 도 13에 도시된 셀 픽업 그립퍼가 이차전지 셀을 파지한 모습을 나타내는 사시도이다.
도 18은 도 11의 정면도이다.
도 19 내지 도 21은 도 11 및 도 18에 도시된 픽업부 지지부, 홀더 가동 조작부 및 픽업홀더 수평이동장치를 설명하기 위한 사시도들이다.
도 22는 도 10에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛이 이차전지 셀의 픽업 후 이차전지 충방전 유닛 위로 이동된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 23은 도 22에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛의 이차전지 픽업부가 하강하여 이차전지 셀을 셀 삽입공간 내로 삽입시키는 모습을 나타내는 사시도이다.
도 24는 이차전지 셀이 셀 삽입공간 내로 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 25는 도 1에 도시된 이차전지 충방전 유닛의 압착플레이트들이 이차전지 셀들을 가압하는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 26은 이차전지 충방전 유닛의 더미 셀 유닛의 더미 셀이 셀 삽입공간 내로 삽입된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 27은 이차전지 충방전 유닛의 더미 셀 및 이차전지 셀이 가압된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛의 구성을 설명하기 위한 부분 확대 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 이차전지 충방전 유닛의 전체 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 링크조립체를 설명하기 위한 부분 확대 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 압착플레이트 및 그립퍼 유닛의 배치 모습을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 그립퍼 유닛의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 도 4에 도시된 전극 컨택 모듈의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 도 5의 결합 사시도이고, 도 8은 도 1에 도시된 더미 셀 유닛의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 더미 셀 유닛의 설치 모습을 나타내는 부분 확대 사시도이다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치는 복수의 압착플레이트(111), 복수의 그립퍼 유닛(120), 복수의 더미 셀 유닛(130)을 포함할 수 있다.

복수의 압착플레이트(111)는 이차전지 셀(20)의 충방전 과정에서 발생할 수 있는 스웰링(swelling)이 발생되는 것을 방지하도록 이차전지 셀(20)을 가압한다. 상기 스웰링은 이차전지 셀(20)의 충방전 과정에서 양극판과 음극판의 팽창 또는 가스 발생으로 인해 부풀어 오르는 현상을 말한다.

각각의 압착플레이트(111)는 서로 대면하여 일정 거리 이격되게 배치되어 그 이격 거리 내에 이차전지 셀(20)이 삽입되는 셀 삽입공간(112)을 제공하며, 상기 셀 삽입공간(112)이 좁혀지거나 넓어지게 각각의 압착플레이트(111)가 마주하는 방향으로 이동하도록 구성된다. 이러한 압착플레이트(111)들의 간격을 좁히거나 넓게하는 동작을 통해 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입된 이차전지 셀(20)을 가압하거나 가압 해제할 수 있다.

일 예로, 복수의 압착플레이트(111)의 이동을 위해, 좌측 및 우측에 복수의 압착플레이트(111)의 배열 방향으로 연장되어 있는 복수의 샤프트(11, 12)를 따라 이동 가능하게 상기 복수의 샤프트(11, 12)에 결합되는 제1 가압플레이트(13) 및 제1 가압플레이트(13)의 앞에 위치하는 제2 가압플레이트(14), 상기 제1 가압플레이트(13)의 반대편에 위치하는 고정플레이트(15), 상기 복수의 샤프트(11, 12)의 일단에 연결되는 기어(16)들, 상기 기어(16)들에 연결되는 구동모터(17)를 포함할 수 있고, 복수의 압착플레이트(111)가 상기 제2 가압플레이트(14) 및 상기 고정플레이트(15) 사이에 위치하여, 상기 제1 가압플레이트(13) 및 제2 가압플레이트(14)가 상기 복수의 샤프트(11, 12)를 따라 전진 및 후진하는 것에 의해 복수의 압착플레이트(111) 간의 간격이 좁혀지거나 넓혀지도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 복수의 샤프트(11, 12)는 상기 고정플레이트(15) 및 상기 제1 가압플레이트(13)에 결합되며 제1 가압플레이트(13) 방향의 일부 길이에 나사산이 형성되는 복수의 제1 샤프트(11), 상기 고정플레이트(15) 및 상기 제2 가압플레이트(14)에 결합되며 상기 제2 가압플레이트(14)의 이동을 가이드하는 복수의 제2 샤프트(12)를 포함할 수 있다.

이러한 경우, 상기 복수의 압착플레이트(111)는 양측에 상기 복수의 제2 샤프트(12)에 결합되기 위한 샤프트결합부(113)가 구비될 수 있고, 상기 샤프트결합부(113)에는 상기 복수의 제2 샤프트(12)에 결합되는 복수의 샤프트구멍(114)이 구비될 수 있다.

한편, 각각의 압착플레이트(111)는 다수의 링크조립체(140)를 통해 추가로 이동이 가이드되고 서로 간의 간격이 유지될 수 있다.

상기 다수의 링크조립체(140)는 복수의 압착플레이트(111)들의 이동 방향에 평행하도록 각각의 압착플레이트(111)들 사이에 연결될 수 있다. 일 예로, 각각의 링크조립체(140)는 제1 링크연결축(141), 제2 링크연결축(142) 및 가이드링크(143)를 포함할 수 있다.

제1 링크연결축(141)은 다수의 압착플레이트(111)의 배열에서 서로 마주하는 2개의 압착플레이트(111) 중 하나의 압착플레이트(111)의 샤프트결합부(113)의 좌우 양측의 단부에 결합될 수 있다. 이때, 제1 링크연결축(141)은 샤프트결합부(113)의 좌우 양측의 단부 각각에서 상부 및 하부에 위치하여 각각의 단부에 복수로 구비될 수 있다.

제2 링크연결축(142)은 다수의 압착플레이트(111)의 배열에서 서로 마주하는 2개의 압착플레이트(111) 중 상기 제1 링크연결축(141)이 결합된 압착플레이트(111)와 마주하는 압착플레이트(111)의 샤프트결합부(113)의 좌우 양측의 단부에 결합되되 상기 제1 링크연결축(141)과 동선 상에 위치하도록 결합되어 상기 제1 링크연결축(141)과 이웃할 수 있다. 이때, 제2 링크연결축(142)은 샤프트결합부(113)의 좌우 양측의 단부 각각에서 상부 및 하부에 위치하여 각각의 단부에 복수로 구비될 수 있다.

가이드링크(143)는 이차전지 셀(20)의 두께 이상의 길이를 가질 수 있고, 길이방향의 일측에 형성되는 제1 축결합구멍(1431) 및 길이방향의 타측, 즉 상기 제1 축결합구멍(1431)의 반대편에 가이드링크(143)의 길이방향을 따라 일정 길이, 즉 가이드링크(143)의 전체 길이보다 짧고 압착플레이트(111)들이 이차전지 셀(20)을 압착할 수 있는 이동 거리 이상의 길이로 연장되는 제2 축결합구멍(1432)을 포함할 수 있다. 이러한 가이드링크(143)는 서로 마주하는 2개의 압착플레이트(111) 사이, 즉 2개의 압착플레이트(111) 각각의 샤프트결합부(113)의 좌우 양측의 단부 사이에 연결될 수 있다. 이때, 가이드링크(143)의 제1 축결합구멍(1431)은 제1 링크연결축(141) 및 제2 링크연결축(142) 중 어느 하나에 결합되고 제2 축결합구멍(1432)은 제1 링크연결축(141) 및 제2 링크연결축(142) 중 나머지 하나에 결합될 수 있다.

이러한 가이드링크(143)는 압착플레이트(111)들의 간격이 좁아지거나 넓혀지는 경우 제2 축결합구멍(1432)에 결합되는 제1 링크연결축(141) 또는 제2 링크연결축(142)이 제2 축결합구멍(1432)을 따라 이동되는 과정을 통해 압착플레이트(111)들의 이동을 가이드하며, 압착플레이트(111)들의 간격을 유지시킬 수 있다.

복수의 그립퍼 유닛(120)은 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 파우치형 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)들과 접촉하여 이차전지 셀(20)에 전류를 인가하거나 전압을 검출하는 역할을 한다.

복수의 그립퍼 유닛(120)은 각각의 압착플레이트(111)에 장착되어 각각의 압착플레이트(111)와 함께 이동하고, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)에 접촉되게 구비된다. 이를 위해, 그립퍼 유닛(120)은 압착플레이트(111) 상의 양측 단부측에 배치되도록 압착플레이트(111)에 장착되며, 이때 각 그립퍼 유닛(120)의 위치는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21) 위치에 따라 결정되어 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입된 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)와 마주할 수 있고, 각각의 압착플레이트(111)의 간격이 좁아지도록 이동할 때 함께 이동하여 상기 전극 리드(21)와 접촉될 수 있다.

일 예로, 각각의 그립퍼 유닛(120)은 슬라이딩블록(121), 제1 컨택플레이트(122), 제2 컨택플레이트(123), 전극 컨택 모듈(124)을 포함할 수 있다.

슬라이딩블록(121)은 압착플레이트(111)의 상단부 길이를 따라 슬라이딩 이동되게 압착플레이트(111)의 상단부에 지지될 수 있다. 일 예로, 압착플레이트(111)의 상단부는 LM 가이드 레일 형태로 구성될 수 있고, 슬라이딩블록(121)의 하단부는 상기 LM 가이드 레일에 안착되어 슬라이딩 가능한 LM 블록 형태로 구성될 수 있다. 이에, 슬라이딩블록(121)은 압착플레이트(111)의 상단부를 따라 좌우로 슬라이드 이동할 수 있다.

또한, 슬라이딩블록(121)은 제1 경사면(1211) 및 제2 경사면(1212)을 포함하는데, 상기 제1 경사면(1211) 및 제2 경사면(1212)은 압착플레이트(111)들을 향하는 측면들로서 슬라이딩블록(121)의 하단에 가까운 일지점으로부터 상향 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제1 경사면(1211) 및 제2 경사면(1212)은 이차전지 셀(20)이 셀 삽입공간(112)으로 용이하게 진입하도록 한다.

제1 컨택플레이트(122)는 일정 길이를 가지며, 길이방향에 평행한 좌우측에 제1 슬라이딩홈(1221)이 형성될 수 있다. 이러한 제1 컨택플레이트(122)는 슬라이딩블록(121)의 양측면, 즉 상기 제1 경사면(1211) 및 제2 경사면(1212)이 위치하는 양측면 중 어느 하나의 측면에 상단부가 결합되어 슬라이딩블록(121)으로부터 아래로 수직하게 연장될 수 있고, 길이방향에 평행하는 양측 단부에 제1 슬라이딩홈(1221)이 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 컨택플레이트(122)는 상기 제1 경사면(1211)의 아래에 배치될 수 있다.

제2 컨택플레이트(123)는 일정 길이를 가지며, 길이방향에 평행한 좌우측에 제2 슬라이딩홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이러한 제2 컨택플레이트(123)는 슬라이딩블록(121)의 양측면, 즉 상기 제1 경사면(1211) 및 제2 경사면(1212)이 위치하는 양측면 중 다른 하나의 측면에 상단부가 결합되고 슬라이딩블록(121)으로부터 아래로 수직하게 연장되어 제1 컨택플레이트(122)와 마주할 수 있고, 길이방향에 평행하는 양측 단부에 제2 슬라이딩홈이 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 컨택플레이트(123)는 상기 제2 경사면(1212) 아래에 배치될 수 있다.

이러한 제1 컨택플레이트(122) 및 제2 컨택플레이트(123)는 서로 이격되어 이들 사이에 빈 공간이 존재하고, 상기 빈 공간 내에 압착플레이트(111)의 일부분이 삽입되어 제1 컨택플레이트(122) 및 제2 컨택플레이트(123)는 압착플레이트(111)의 전면 및 후면에 각각 지지될 수 있다.

전극 컨택 모듈(124)은 상기 셀 삽입공간(112)으로 이차전지 셀(20)이 삽입되면 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)에 접촉하여 이차전지 셀(20)에 전류를 인가하고 이차전지 셀(20)의 전압을 검출하도록 구성된다.

일 예로, 전극 컨택 모듈(124)은 지지플레이트(1241), 스페이서(1243), 동판 장착 프레이트(1244), 전압 동판(1245), 전류 동판(1246), 케이블연결블록(1247), 및 탭 플레이트(1248)를 포함할 수 있다.

지지플레이트(1241)는 제1 컨택플레이트(122)의 길이 이하의 길이를 가질 수 있고, 일면에는 지지플레이트(1241)의 일부 길이의 범위 내에 배치되는 다수의 가압스프링(1242)이 구비될 수 있고, 다수의 가압스프링(1242)이 배치되는 일면의 상부 및 하부에는 상기 가압스프링(1242)의 높이보다 짧은 길이를 갖는 기둥 형상의 볼트체결부(1241a)가 구비될 수 있다. 지지플레이트(1241)는 길이방향에 평행한 양측 단부가 제1 컨택플레이트(122)의 제1 슬라이딩홈(1221)을 따라 삽입되어 제1 컨택플레이트(122)의 전면에 결합될 수 있다. 이때, 다수의 가압스프링(1242)은 제1 컨택플레이트(122)의 반대 방향을 향해 돌출될 수 있다.

스페이서(1243)는 지지플레이트(1241)의 길이에 대응하는 길이를 가질 수 있고, 상기 다수의 가압스프링(1242)에 지지될 수 있다.

동판 장착 프레이트(1244)는 상기 전압 동판(1245) 및 전류 동판(1246)을 수용하는 사각 형상의 홈 또는 홀 형태의 동판수용부(1244a)를 포함하고, 상기 스페이서(1243)의 길이에 대응하는 길이를 가질 수 있다.

전압 동판(1245)은 상기 동판수용부(1244a)의 폭보다 작은 폭 및 상기 동판수용부(1244a)의길이에 대응하는 길이를 가지며, 상기 동판수용부(1244a) 내에 수용될 수 있고, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)와 접촉될 수 있다. 전압 동판(1245)에는 전압을 센싱하기 위한 케이블이 연결될 수 있다.

전류 동판(1246)은 상기 동판수용부(1244a)의 폭보다 작은 폭 및 상기 동판수용부(1244a)의 길이에 대응하는 길이를 가지며, 상기 동판수용부(1244a) 내에 수용되어 상기 전압 동판(1245)과 이웃하게 배치될 수 있고, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)와 접촉될 수 있다.

케이블연결블록(1247)은 전류 동판(1246)의 하부에 결합되며, 전류 인가를 위한 케이블(미도시)들이 연결될 수 있다.

탭 플레이트(1248)는 제2 컨택플레이트(123)의 길이 이하의 길이를 가질 수 있고, 길이방향에 평행한 양측 단부가 상기 제2 슬라이딩홈에 슬라이딩 결합되어 상기 제2 컨택플레이트(123)에 결합되며, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)를 가압할 수 있다.

한편, 상기 각각의 그립퍼 유닛(120)은 개폐커버(1249)를 더 포함할 수 있다.

상기 개폐커버(1249)는 상기 전극 컨택 모듈(124)의 위로 배치되도록 상기 슬라이딩블록(121)에 결합될 수 있다. 이때, 개폐커버(1249)는 슬라이딩블록(121)에 회전 가능하게 결합되고, 슬라이딩블록(121)에 결합된 상태에서 하단부는 상기 동판 장착 프레이트(1244)의 상단에 지지될 수 있다.

이러한 개폐커버(1249)는 그립퍼 유닛(120)의 상부에서 상측 방향으로 회전하여 전극 컨택 모듈(124)의 상부 방향을 개방하며, 이러한 개방에 따라 그립퍼 유닛(120)의 상부에서 전극 컨택 모듈(124)의 분리가 가능해질 수 있다.

복수의 더미 셀 유닛(130)은 연결 브라켓(131), 셀 이동수단(132) 및 더미 셀(133)을 포함할 수 있다.

연결 브라켓(131)은 압착플레이트(111)의 하단부에 연결된다. 일 예로, 연결 브라켓(131)은 압착플레이트(111)의 하단부에 고정되는 수평플레이트(1311) 및 수평플레이트(1311)로부터 수직하게 절곡된 수직플레이트(1312)를 포함할 수 있다.

셀 이동수단(132)은 더미 셀(133)을 이동시키기 위해 구비된다. 일 예로, 셀 이동수단(132)은 로터리 실린더로 구성될 수 있다. 로터리 실린더는 연결 브라켓(131)의 수직플레이트(1312)에 장착되며 이때 회전 샤프트(1321)가 수직플레이트(1312)의 반대 방향으로 돌출될 수 있다.

더미 셀(133)은 이차전지 셀(20)의 두께 이상의 두께를 가질 수 있고, 로터리 실린더의 회전 샤프트(1321)에 결합되어 상기 셀 삽입공간(112)의 아래에 배치될 수 있다. 더미 셀(133)은 다수의 이차전지 셀(20)이 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입될 때 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 경우 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입될 수 있다. 더미 셀(133)의 이동은 로터리 실린더의 회전 샤프트(1321)가 회전에 의해 셀 삽입공간(112)내로 삽입될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치는 포메이션 시스템에서 이차전지 셀(20)의 충방전을 테스트하는 파트를 구성할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 픽업 및 이송유닛의 다수의 거치바 안착블록을 설명하기 위한 사시도이고, 도 13은 도 11에 도시된 셀 픽업 그립퍼를 설명하기 위한 사시도이고, 도 14는 도 13의 저면 사시도이고, 도 15은 도 13 및 도 14에 도시된 거치바를 생략하여 이차전지 픽업홀더만을 나타낸 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시된 홀더 가동부 지지부를 생략하여 나타낸 이차전지 픽업홀더의 사시도이고, 도 17은 도 13에 도시된 셀 픽업 그립퍼가 이차전지 셀을 파지한 모습을 나타내는 사시도이고, 도 18은 도 11의 정면도이고, 도 19 내지 도 21은 도 11 및 도 18에 도시된 픽업부 지지부, 홀더 가동 조작부 및 픽업홀더 수평이동장치를 설명하기 위한 사시도들이다.

도 10 내지 도 21을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 이용한 이차전지 충방전 시스템은 이차전지 충방전 유닛(100); 셀 픽업 및 이송유닛(200); 이차전지 셀 유무 감지센서(300)(도 26 참조)를 포함할 수 있다.

상기 셀 픽업 및 이송유닛(200)은 이차전지 셀(20)이 적치되는 로딩부(400)로부터 이차전지 셀(20)을 픽업하며 상기 셀 삽입공간(112) 개수에 대응하는 개수로 구비되는 셀 픽업 그립퍼(220)를 포함하고, 픽업된 이차전지 셀(20)을 상기 셀 삽입공간(112) 각각에 삽입하도록 구성된다.

도 6 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)은 다수의 거치바 안착블록(210), 다수의 셀 픽업 그립퍼(220), 픽업부 지지부(230), 홀더 가동 조작부(240) 및 픽업홀더 수평이동장치(250)를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 다수의 거치바 안착블록(210)은 상기 이차전지 충방전 유닛(100)의 상기 다수의 압착플레이트(111)의 배열 방향을 따라 배열되고, 상기 셀 삽입공간(112)의 상부에서 상기 셀 삽입공간(112)의 길이 방향의 양측에 배치된다.

일 예로, 다수의 거치바 안착블록(210)은 상면에 거치홈(211)이 구비될 수 있다. 상기 거치홈(211)은 U자 형상 또는 V자 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 거치홈(211)은 V자 형상일 수 있다.

도 13 내지 도 16을 참조하면, 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)는 상기 셀 삽입공간(112)의 개수에 대응하는 개수로 구비될 수 있다. 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)는 거치바(220a) 및 이차전지 픽업홀더(220b)를 포함할 수 있다.

상기 거치바(220a)는 상기 거치바 안착블록(210)에 거치되기 위해, 거치바 안착블록(210)의 상단부 형상에 대응하는 형상으로 오목하게 형성되는 블록삽입홈(2211) 및 블록삽입홈(2211) 내에 거치바(220a)의 길이 방향에 평행하게 배치되는 지지샤프트(2212)가 구비될 수 있다. 상기 지지샤프트(2212)는 거치바(220a)가 거치바 안착블록(210)에 안착될 때 거치바 안착블록(210)의 지지샤프트(2212)에 지지될 수 있다.

셀 픽업 그립퍼(220)는 거치바(220a) 및 이차전지 픽업홀더(220b)를 포함한다.

거치바(220a)는 일정 길이를 갖고, 사각의 단면 형상을 갖는 바 타입으로 구비될 수 있다.

이차전지 픽업홀더(220b)는 거치바(220a) 상에 장착되어 이차전지 셀(20)을 픽업할 수 있다. 일 예로, 이차전지 픽업홀더(220b)는 거치바(220a) 상에 2개 장착될 수 있고, 이때 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는 홀더부(222), 홀더 가동부(223) 및 홀더 가동부 지지부(224)를 포함할 수 있다.

홀더부(222)는 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)를 포함한다. 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)는 집게 형태로 서로 연결될 수 있다.

상기 제1 홀더(2221)는 수직 방향으로 연장되고 끝단부의 안쪽면에 제1 파지면(2221a)을 갖는 제1 홀더몸체부(2221b) 및 상기 제1 홀더몸체부(2221b)의 상단부에서 연장되되 상기 제1 홀더몸체부(2221b)의 안쪽면 방향에서 수평으로 연장되는 제1 링크연결부(2221c)를 포함할 수 있다.

상기 제2 홀더(2222)는 수직 방향으로 연장되고 끝단부의 안쪽면에 제2 파지면(2222a)을 갖는 제2 홀더몸체부(2222b) 및 상기 제2 홀더몸체부(2222b)의 상단부에서 연장되되 상기 제2 홀더몸체부(2222b)의 안쪽면 방향에서 수평으로 연장되는 제2 링크연결부(2222c)를 포함할 수 있다.

이러한 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)는 상기 제1 홀더몸체부(2221b) 및 상기 제2 홀더몸체부(2222b) 각각의 상단부에 제1 힌지 샤프트(2223)가 결합되어, 상기 제1 힌지 샤프트(2223)를 중심으로 회전하여 끝단부, 즉 상기 제1 파지면(2221a) 및 상기 제2 파지면(2222a)이 서로 맞닿거나 이격되게 동작될 수 있다. 이때, 상기 제1 링크연결부(2221c) 및 상기 제2 링크연결부(2222c)는 서로 반대 방향을 향하게 배치된다.

홀더 가동부(223)는 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)의 상단부에 힌지 연결되고, 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)의 상단부를 위로 당기거나 아래로 밀어서 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)를 회전 동작시킬 수 있다.

일 예로, 홀더 가동부(223)는 가동블록(2231), 제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)를 포함할 수 있다.

가동블록(2231)은 제1 방향으로 연장되는 제3 링크연결부(2231a) 및 상기 제1 방향의 반대측의 제2 방향으로 연장되는 제4 링크연결부(2231b)를 포함하고, 상기 제3 링크연결부(2231a) 및 상기 제4 링크연결부(2231b)는 상기 홀더 가동부(223) 상부 위치에서 상기 제1 링크연결부(2221c) 및 상기 제2 링크연결부(2222c)에 마주할 수 있는 배치 형태를 갖는다.

제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)는 상기 가동블록(2231)을 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)에 연결한다. 일 예로, 제1 연결링크(2232)는 상하로 서로 마주하는 제1 링크연결부(2221c) 및 제3 링크연결부(2231a)에 연결될 수 있고, 제2 연결링크(2233)는 상하로 서로 마주하는 제2 링크연결부(2222c) 및 제4 링크연결부(2231b)에 연결될 수 있다.

이러한 홀더 가동부(223)는 가동블록(2231)이 하강하면 제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)도 함께 하강하면서 제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)가 제1 홀더(2221)의 제1 링크연결부(2221c) 및 제2 홀더(2222)의 제2 링크연결부(2222c) 각각을 밀어서 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)가 제1 힌지 샤프트(2223)를 중심으로 회전하여 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)가 서로 멀어지도록 회전하고, 이에 제1 홀더(2221)의 제1 파지면(2221a) 및 제2 홀더(2222)의 제2 파지면(2222a)은 서로 이격될 수 있다.

홀더 가동부 지지부(224)는 홀더 가동부(223)의 상부에서 상기 홀더 가동부(223)에 연결되어 상기 홀더 가동부(223)를 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)가 맞닿게 하는 위치에 유지시키며, 승강 가능하며 하강 후 자체 복귀 가능하게 구성될 수 있다.

일 예로, 홀더 가동부 지지부(224)는 한 쌍의 홀더지지대(2241), 샤프트 가이드블록(2242), 승강샤프트(2243), 누름캡(2244), 복귀스프링(2245)을 포함할 수 있다.

한 쌍의 홀더지지대(2241)는 일정 높이를 갖고, 하단부가 제1 힌지 샤프트(2223)에 결합되어 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)를 지지한다. 이때, 하나의 홀더지지대(2241)는 제1 홀더(2221)의 앞에, 나머지 하나의 홀더지지대(2241)는 제2 홀더(2222)의 앞에 배치된다.

샤프트 가이드블록(2242)은 한 쌍의 홀더지지대(2241) 사이에 결합되고, 상기 가동블록(2231)의 상부로 일정 거리 이격되어 배치된다. 샤프트 가이드블록(2242)의 결합을 위해, 예를 들어, 샤프트 가이드블록(2242)은 정면 형상이 T자 형상을 갖도록 구비되고, 한 쌍의 홀더지지대(2241)의 안쪽면에는 샤프트 가이드블록(2242)의 T자 형상의 상단부 양측이 삽입되는 블록결합홈이 형성될 수 있다.

승강샤프트(2243)는 샤프트 가이드블록(2242)의 중심을 관통하여 샤프트 가이드블록(2242)에 결합되고, 하단부가 상기 가동블록(2231)의 상면에 결합될 수 있다. 승강샤프트(2243)의 길이는, 하단부가 가동블록(2231)에 결합된 상태에서 상단부가 상기 한 쌍의 홀더지지대(2241)의 상단부의 높이보다 돌출될 수 있는 길이를 갖는다.

누름캡(2244)은 승강샤프트(2243)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 구비되어 승강샤프트(2243)의 상단부에 결합될 수 있다.

복귀스프링(2245)은 승강샤프트(2243)에 끼워져서 상기 샤프트 가이드블록(2242)의 상면 및 상기 누름캡(2244)의 저면에 상단 및 하단이 지지될 수 있다. 복귀스프링(2245)은 누름캡(2244)을 가동블록(2231)과 멀어지는 방향으로 가압하여 상기 가동블록(2231)이 항상 당겨지는 상태, 즉 상기 가동블록(2231)이 상기 제1 홀더(2221)의 제1 파지면(2221a) 및 상기 제2 홀더(2222)의 제2 파지면(2222a)이 맞닿게 하는 위치에 유지되도록 하며, 누름캡(2244) 및 승강샤프트(2243)가 하강 후 자체 복귀되도록 할 수 있다.

한편, 2개의 이차전지 픽업홀더(220b)는 거치바(220a) 상에서 거치바(220a)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구비될 수 있다.

이를 위해, 상기 거치바(220a)는 홀더삽입구멍(2213), 한 쌍의 제1 가이드구멍(2214) 및 한 쌍의 제2 가이드구멍(2215)을 포함하고, 상기 홀더 가동부 지지부(224)는 복수의 구름롤러(2246)를 더 포함할 수 있다.

상기 홀더삽입구멍(2213)은 상기 거치바(220a)의 상면 및 하면을 관통하여 상기 거치바(220a)의 길이방향을 따라 장방형으로 형성될 수 있다. 이때, 홀더삽입구멍(2213)의 길이는 이차전지 셀(20)의 길이 이상의 길이를 가질 수 있다.

상기 한 쌍의 제1 가이드구멍(2214)은 상기 홀더삽입구멍(2213)을 중심으로 대칭을 이루도록 상기 거치바(220a)의 측면 일측, 예를 들어, 거치바(220a)의 좌측에 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 제2 가이드구멍(2215)은 상기 거치바(220a)에서 상기 한 쌍의 제1 가이드구멍(2214)과 거치바(220a)의 길이 방향으로 대칭을 이루도록 상기 거치바(220a)의 측면의 다른 일측, 예를 들어, 거치바(220a)의 우측에 형성될 수 있다.

상기 다수의 구름롤러(2246)는 상기 각각의 홀더지지대(2241)의 좌우측의 두께면에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 각각의 구름롤러(2246)의 위치는 가동블록(2231)보다 높게, 예를 들어, 상기 샤프트 가이드블록(2242)의 하단부 이상의 높이에 배치되게 결합될 수 있다.

이러한 구조를 통해, 2개의 이차전지 픽업홀더(220b)는 상기 홀더삽입구멍(2213)으로 삽입되고, 상기 다수의 구름롤러(2246)는 상기 한 쌍의 제1 가이드구멍(2214) 및 상기 한 쌍의 제2 가이드구멍(2215)에 삽입되어 지지될 수 있고, 다수의 구름롤러(2246)가 상기 한 쌍의 제1 가이드구멍(2214) 및 상기 한 쌍의 제2 가이드구멍(2215) 상에서 회전하여 구르는 것에 의해 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는 제1 가이드구멍(2214) 및 제2 가이드구멍(2215)을 따라 이동할 수 있다.

이러한 2개의 이차전지 픽업홀더(220b)가 거치바(220a) 상에서 슬라이드 이동 가능한 구조에 따라 2개의 이차전지 픽업홀더(220b) 간의 간격은 픽업하고자 하는 이차전지 셀(20)의 크기에 따라 조절될 수 있다.

픽업부 지지부(230)는 다수의 셀 픽업 그립퍼(220) 각각의 거치바(220a)의 양단을 지지하며, 승강 가능하게 구비될 수 있다.

일 예로, 픽업부 지지부(230)는 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)를 지지할 수 있는 길이를 갖는 프레임으로 구성될 수 있고, 픽업부 지지부(230)의 프레임은 'ㄷ'자 단면 형상을 가질 수 있고, 프레임의 'ㄷ'자 형상의 안쪽면 하부에는 프레임의 길이 방향을 따라 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)의 개수 이상으로 배열되는 다수의 그립퍼 거치홈(231)이 구비될 수 있다.

예를 들어, 상기 그립퍼 거치홈(231)은 사다리꼴 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a)의 길이 방향의 양측의 하단은 상기 그립퍼 거치홈(231)의 형상에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.

이러한 픽업부 지지부(230)는 승강 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 상부골조, 하부골조 및 수직프레임들이 사각 배치되어 구성되는 본체부(60)의 내측에 설치되는 승강골조(30)의 양측에 제1 연결구조물(40)을 통해 연결되게 설치될 수 있고, 승강골조(30)를 승강시키는 구동수단, 예를 들어, 볼 스크류(미도시)를 통해 승강골조(30)를 승강시키는 것에 의해 한 쌍의 픽업부 지지부(230)가 승강되게 구성될 수 있다.

또한, 픽업부 지지부(230)는 수평 이동 가능하게 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 승강골조(30)의 저면부에 장착되고 상기 픽업부 지지부(230)를 상기 승강골조(30)에 연결하는 제1 연결구조물(40)에 연결되는 제1 실린더 장치(50)를 통해 수평 이동 가능하게 구성될 수 있다. 수평 이동에 따라 한 쌍의 픽업부 지지부(230)는 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a)의 양단에 밀착되거나 이격될 수 있다.

상기 홀더 가동 조작부(240)는 상기 홀더 가동부 지지부(224)의 상부에 배치되어 상기 홀더 가동부(223)의 상승 및 하강 동작을 조작할 수 있다.

일 예로, 홀더 가동 조작부(240)는 홀더 가동부 지지부(224)의 상부에 배치되어 홀더 가동부 지지부(224)를 수직 방향으로 누른 후 홀더 가동부 지지부(224)가 자체 복귀되도록 홀더 가동부 지지부(224)로부터 이격되게 구동될 수 있다.

일 예로, 홀더 가동 조작부(240)는 홀더 가동부 지지부(224)의 상부에 배치되는 누름부재(241) 및 상기 누름부재(241)를 승강시키는 승강구동장치(242)를 포함할 수 있다.

상기 누름부재(241)는 홀더 가동부 지지부(224)의 누름캡(2244)의 위로 배치될 수 있고, 상기 승강구동장치(242)에 의해 하강 및 상승될 수 있다. 예를 들어, 누름부재(241)는 플레이트 또는 블록 형태로 구비될 수 있고, 일방향으로 배열된 다수의 셀 픽업 그립퍼(220) 전체를 누를 수 있는 길이를 가질 수 있다.

상기 승강구동장치(242)는 누름부재(241)의 상부에 위치하며, 일 예로, 실린더 장치로 구성될 수 있다.

한 쌍의 픽업홀더 수평이동장치(250)는 상기 거치바(220a) 상에 장착된 2개의 이차전지 픽업홀더(220b)를 수평 이동시킬 수 있다. 일 예로, 각각의 픽업홀더 수평이동장치(250)는 한 쌍의 홀더컨택부재(251) 및 수평이동 구동장치(252)를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251) 각각은 ㄷ자 단면 형상을 갖는 빔(beam) 형태로 구비될 수 있고, 상기 빔의 길이방향이 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)의 길이방향에 평행하도록 배치될 수 있고, 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)의 홀더부(222)의 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)의 상단부에 연결될 수 있다.

수평이동 구동장치(252)는 상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251)에 연결되는 제2 연결구조물(2521) 및 상기 제2 연결구조물(2521)과 연결되어서 상기 제2 연결구조물(2521) 및 상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251)를 수평이동시키는 수평이동수단(2522)을 포함할 수 있다.

상기 제2 연결구조물(2521)의 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251)에 연결되는 수직연결부재들(2521a) 및 수직연결부재들(2521a)의 상단부에 연결되는 수평플레이트(2521b)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 연결구조물(2521)은 2개 이상 구비되어 상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251)의 길이방향을 따라 배열될 수 있다.

상기 수평이동수단(2522)의 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 상기 2개 이상의 제2 연결구조물(2521) 각각의 수평플레이트(2521b)에 연결되고 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)의 배열 방향과 평행하게 배치되는 수평프레임(2522a), 상기 수평플레이트(2521b)에 연결되어 상기 한 쌍의 홀더컨택부재(251)의 수평 이동을 가이드하는 LM가이드(2522B), 상기 수평프레임(2522a)에 연결되어 상기 수평프레임을 수평이동시킬 수 있는 볼스크류(2522c)를 포함할 수 있다. 상기 LM가이드(2522B) 및 상기 볼스크류(2522c)는 상기 승강골조(30) 상에 설치될 수 있다.

한편, 상기 이차전지 셀 유무 감지센서(300)는 상기 이차전지 충방전 유닛(100) 또는 상기 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)에 설치될 수 있다.

상기 이차전지 셀 유무 감지센서(300)가 이차전지 충방전 유닛(100)에 설치되는 경우 상기 이차전지 셀(20)이 상기 셀 삽입공간(112)에 삽입될 때 각각의 셀 삽입공간(112) 내의 이차전지 셀(20) 유무를 감지할 수 있고, 상기 셀 삽입공간(112) 내에 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 경우 오류신호를 출력할 수 있다.

상기 이차전지 셀 유무 감지센서(300)가 상기 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)에 설치되는 경우 상기 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)에서의 이차전지 셀(20)의 픽업 유무를 감지할 수 있고, 이차전지 셀(20)의 픽업이 누락된 경우 오류신호를 출력할 수 있다.

일 예로, 이차전지 셀 유무 감지센서(300)는 이차전지 충방전 유닛(100)의 셀 삽입공간(112)에 근접하도록 설치되어 셀 삽입공간(112) 내의 이차전지 셀(20) 유무를 감지하도록 구성될 수 있고, 이차전지 셀 유무 감지센서(300)로부터 출력되는 감지신호는 더미 셀 유닛(130)의 셀 이동수단(132)으로 입력될 수 있다. 예를 들어, 이차전지 셀 유무 감지센서(300)는 더미 셀(133) 상에 장착될 수 있다.

도 22는 도 10에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛이 이차전지 셀의 픽업 후 이차전지 충방전 유닛 위로 이동된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 23은 도 22에 도시된 셀 픽업 및 이송유닛의 이차전지 픽업부가 하강하여 이차전지 셀을 셀 삽입공간 내로 삽입시키는 모습을 나타내는 사시도이고, 도 24는 이차전지 셀이 셀 삽입공간 내로 삽입된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 25는 도 1에 도시된 이차전지 충방전 유닛의 압착플레이트들이 이차전지 셀들을 가압하는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 26은 이차전지 충방전 유닛의 더미 셀 유닛의 더미 셀이 셀 삽입공간 내로 삽입된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 27은 이차전지 충방전 유닛의 더미 셀 및 이차전지 셀이 가압된 상태를 나타내는 부분 확대도이다.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 포메이션 시스템에서 이차전지 셀의 활성화 공정을 위한 과정을 도 22 내지 도 27을 참조하여 설명한다.

먼저, 활성화 공정을 수행할 이차전지 셀(20)의 길이에 맞게 압착플레이트(111)의 상단부에 그립퍼 유닛(120)들의 위치를 셋팅한다. 이때 하나의 압착플레이트(111)의 상단부에서 서로 대칭되게 배치되는 2개의 그립퍼 유닛(120) 간의 간격은 셀 삽입공간(112)으로 삽입될 이차전지 셀(20)의 양측의 전극 리드(21)와 접촉할 수 있는 간격으로 설정된다.

또한, 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a) 상에 장착된 2개의 이차전지 픽업홀더(220b) 간의 간격을 셀 삽입공간(112)으로 삽입될 이차전지 셀(20)의 폭 이하의 간격으로 설정한다. 이때, 한 쌍의 픽업홀더 수평이동장치(250)를 통해 2개의 이차전지 픽업홀더(220b) 간의 간격이 설정될 수 있다.

즉, 수평이동 구동장치(252)의 수평이동수단(2522), 예를 들어, 볼스크류(2522c)를 구동시키면, 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)의 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)에 연결된 한 쌍의 홀더컨택부재(251), 각각의 홀더컨택부재(251)에 연결된 제2 연결구조물(1521)이 LM가이드(2522B)를 따라 수평이동하여, 2개의 이차전지 픽업홀더(220b) 간의 간격이 조정될 수 있다.

이어서, 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)은 다수의 이차전지 셀(20)이 적치되어 있는 로딩부(400)의 상부에서 이차전지 셀(20)을 픽업한다.

이 과정은, 먼저, 홀더 가동 조작부(240)의 승강구동장치(242)가 구동되어서 누름부재(241)를 하강시키고, 하강된 누름부재(241)는 홀더 가동부 지지부(224)의 누름캡(2244)을 누르게 되고, 누름캡(2244)이 눌리면 누름캡(2244) 및 승강샤프트(2243)가 하강하여 승강샤프트(2243)에 연결된 홀더 가동부(223)의 가동블록(2231)을 아래로 누르게 되며, 이때 복귀스프링(2245)은 누름캡(2244) 및 샤프트 가이드블록(2242)의 상면 사이에서 수축되며, 하강되는 가동블록(2231)과 함께 제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)가 하강되면서 제1 홀더(2221)의 제1 링크연결부(2221c) 및 제2 홀더(2222)의 제2 링크연결부(2222c)를 밀어서 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)가 제1 힌지 샤프트(2223)를 중심으로 서로 멀어지도록 회전하여 제1 홀더(2221)의 제1 파지면(2221a) 및 제2 홀더(2222)의 제2 파지면(2222a)은 서로 이격되어 이차전지 셀(20)을 픽업할 수 있는 상태가 된다.

이러한 상태로 픽업부 지지부(230)가 하강하여 픽업부 지지부(230)가 지지하고 있는 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)를 하강시킨다. 이때, 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)는 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)가 이차전지 셀(20)을 픽업할 수 있는 위치까지 하강한다. 즉, 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)가 이차전지 셀(20)의 파우치 외장재(22)를 파지할 수 있는 위치까지 하강한다.

이와 같이 하강된 상태에서, 홀더 가동 조작부(240)의 누름부재(241)를 상승시켜서 누름부재(241)를 홀더 가동부 지지부(224)의 누름캡(2244)과 이격시키고, 이에 따라 수축되었던 복귀스프링(2245)이 복귀되면서 승강샤프트(2243)가 상승하여, 승강샤프트(2243)를 따라 가동블록(2231)이 상승하고, 가동블록(2231)이 상승하여 제1 연결링크(2232) 및 제2 연결링크(2233)가 당겨지면서 상승하고, 이에 의해 제1 홀더(2221)의 제1 링크연결부(2221c) 및 제2 홀더(2222)의 제2 링크연결부(2222c)가 당겨지면서 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)가 근접하도록 회전하여 도 17과 같이 제1 홀더(2221)의 제1 파지면(2221a) 및 제2 홀더(2222)의 제2 파지면(2222a)이 이차전지 셀(20)의 파우치 외장재(22)의 상부를 파지하게 된다.

이와 같이 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)가 이차전지 셀(20)을 픽업한 상태로 픽업부 지지부(230) 및 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는 상승한 후 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)은 이차전지 충방전 유닛(100)의 상부로 이동하게 된다.

도 22와 같이 이차전지 충방전 유닛(100)의 상부로 이동한 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)은 각각의 픽업된 이차전지 셀(20)들을 이차전지 충방전 유닛(100)의 각각의 셀 삽입공간(112)의 위로 배치되도록 한다.

이어서, 도 23과 같이 픽업부 지지부(230)가 하강하여 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)를 하강시킨다. 하강되는 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a)는 각각의 셀 삽입공간(112)의 양측에 배치되어 있는 2개의 거치바 안착블록(210)들에 안착된다. 이때, 상기 거치바(220a)의 양측의 블록삽입홈(2211) 내에 거치바 안착블록(210)의 상단부가 삽입되며, 거치바(220a)의 지지샤프트(2212)는 거치바 안착블록(210)의 상면의 거치홈(211) 상에 삽입되어 지지된다. 이때 각각의 홀더 가동부 지지부(224)는 복귀스프링(2245)에 의해 승강샤프트(2243)를 상측 방향으로 당기고 있고, 이러한 승강샤프트(2243)가 가동블록(2231)을 상측방향으로 당겨서 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)가 근접한 상태, 즉 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)의 제1 홀더(2221)의 제1 파지면(2221a) 및 제2 홀더(2222)의 제2 파지면(2222a)이 이차전지 셀(20)을 파지하고 있는 상태가 유지될 수 있다.

이때, 셀 삽입 공간(112) 내로 삽입된 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)는 도 24와 같이 셀 삽입 공간(112)을 사이에 두고 서로 이웃하는 2개의 압착플레이트(111)들 중 어느 하나의 압착플레이트(111) 상에 장착된 그립퍼 유닛(120)들과 나머지 하나의 압착플레이트(111) 상에 장착된 그립퍼 유닛(120)들 사이에 위치한다.

이와 같이 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)가 거치바 안착블록(210)들에 안착되면 픽업부 지지부(230)는 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a)의 양단으로부터 이격된 후 상승할 수 있다.

이어서, 이차전지 충방전 유닛(100)은 각각의 거치바 안착블록(210) 상에 안착된 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)에 의해 셀 삽입공간(112) 내로 삽입된 상태가 유지되고 있는 각각의 이차전지 셀(20)을 압착하여 이차전지 셀(20)의 충방전 과정을 수행한다.

각각의 이차전지 셀(20)의 압착을 위해, 먼저 구동모터(17)를 작동시켜서 제1 가압플레이트(13) 및 제2 가압플레이트(14)가 복수의 샤프트(11, 12)를 따라 전진시키고, 이에 의해 도 25와 같이 압착플레이트(111)들의 간격이 좁혀지도록 압착플레이트(111)들이 이동하여 다수의 압착플레이트(111)는 이차전지 셀(20)을 가압하게 된다.

이에 따라, 각각의 이차전지 셀(20)의 본체는 2개의 압착플레이트(111)에 의해 압착되며, 전극 리드(21)는 2개의 압착플레이트(111) 각각에 장착된 그립퍼 유닛(120)에 접촉된다.

이때, 전극 리드(21)의 일면은 서로 마주하는 2개의 그립퍼 유닛(120) 중 어느 하나의 그립퍼 유닛(120)의 전압 동판(1245) 및 전류 동판(1246)과 접촉하며, 전극 리드(21)의 타면은 나머지 하나의 그립퍼 유닛(120)의 탭 플레이트(1248)와 접촉하여 서로 마주하는 2개의 그립퍼 유닛(120) 사이에서 압착된다. 이 상태에서, 전극 리드(21)에 접촉되는 전압 동판(1245) 및 전류 동판(1246)은 전극 컨택 모듈(124)의 지지플레이트(1241) 상에 구비된 가압스프링(1242)을 통해 전극 리드(21)를 향해 가압되고 있고, 이에 따라 전압 동판(1245) 및 전류 동판(1246)이 전극 리드(21)에 접촉한 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

이러한 이차전지 셀(20)의 압착과정에서 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)이 다수의 압착플레이트(111) 사이의 셀 삽입 공간(112)의 개수에 맞게 이차전지 셀(20)을 운반하여야 하는데 셀 픽업 및 이송유닛(200)의 픽업 오류 또는 셀 픽업 및 이송유닛(200)을 통한 이차전지 셀(20)의 픽업 전에 이차전지 셀(20)이 준비되는 로딩부(400)에서의 작업 과정에서 이차전지 셀(20)의 적재 누락의 오류가 발생할 수 있고, 이러한 오류는 각각의 압착플레이트(111) 사이의 셀 삽입 공간(112)으로 삽입되어야 할 이차전지 셀(20)의 삽입 누락으로 이어진다.

이러한 오류로 인해 각각의 압착플레이트(111) 사이의 셀 삽입 공간(112) 중 이차전지 셀(20)의 삽입의 누락은 셀 유무 감지센서(300)를 통해 감지될 수 있다.

즉, 이차전지 셀 픽업 및 이송유닛(200)을 통해 운반되는 이차전지 셀(20)이 각각의 압착플레이트(111) 사이의 셀 삽입 공간(112) 내로 삽입될 때 셀 유무 감지센서(300)는 각각의 셀 삽입 공간(112) 내의 이차전지 셀(20) 유무를 판단하고, 이차전지 셀(20)의 누락을 감지하는 하나 또는 복수의 셀 유무 감지센서(300)는 오류신호를 출력하며, 더미 셀 유닛(130)은 오류신호를 출력하는 셀 유무 감지센서(300)의 위치에 대응하는 셀 삽입 공간(112)으로 더미 셀(133)을 삽입시킨다. 이때, 더미 셀 유닛(130)은 로터리 실린더가 구동되어 회전 샤프트(1321)가 회전하여 더미 셀(133)을 셀 삽입 공간(112) 방향으로 회전시켜서 도 26과 같이 더미 셀(133)을 셀 삽입 공간(112) 내로 삽입시킬 수 있다. 이 과정은 각각의 압착플레이트(111)가 이차전지 셀(20)을 가압하기 전, 이차전지 셀(20)이 셀 삽입 공간(112)에 삽입될 때 진행된다.

이와 같이, 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 셀 삽입 공간(112) 내로 더미 셀(133)이 삽입된 후 각각의 압착플레이트(111) 간의 간격이 좁혀지도록 이동하여 도 27과 같이 각각의 압착플레이트(111)는 이차전지 셀(20)을 가압하게 되고, 이때 더미 셀(133)도 압착된다.

이 과정에서 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 셀 삽입 공간(112) 내로 더미 셀(133)이 위치하여 있으므로 이차전지 셀(20)을 가압하는 과정에서 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 경우라도 더미 셀(133)에 의해 더미 셀(133)을 사이에 둔 2개의 압착플레이트(111) 간의 간격이 유지될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 유닛 및 이를 이용하는 포메이션 시스템을 이용하면, 이차전지 셀(20)을 가압하는 과정에서 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락되는 것에 따라 압착플레이트(111)들 간의 충돌을 방지할 수 있고, 이에 압착플레이트(111)들 간의 충돌에 따른 압착플레이트(111)들 및 압착플레이트(111)들의 이동과 관련되는 부품들의 파손이 방지될 수 있고, 이차전지 셀(20)의 충방전 시험 과정에서 항상 안정적으로 운전될 수 있는 이점이 있다.

또한, 각각의 그립퍼 유닛(120)은 전극 컨택 모듈(124)의 상부로 배치되는 개폐커버(1249)를 상부로 회전시키면 전극 컨택 모듈(124)의 상부가 개방되므로 그립퍼 유닛(120)의 상부에서 전극 컨택 모듈(124)의 인출 및 삽입이 용이하며, 이에 따라 그립퍼 유닛(120)의 유지 보수가 용이해지는 이점이 있다.

또한, 다수의 이차전지 셀(20)을 이차전지 충방전 유닛(100)의 각각의 셀 삽입공간(112) 내에 삽입되는 각각의 이차전지 셀(20)은 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)에 의해 이차전지 셀(20)의 삽입 상태가 유지되므로 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입된 각각의 이차전지 셀(20)을 압착플레이트(111)들 사이에 유지시키기 위해 종래에 사용되었던 봉지를 생략할 수 있다.

또한, 충방전 테스트가 완료된 이차전지 셀(20)들이 다수의 셀 픽업 그립퍼(220)에 파지된 채로 유지될 수 있으므로 이차전지 셀(20)들을 다시 파지하는 과정이 생략되어 충방전 테스트가 완료된 이차전지 셀(20)들의 이송이 용이해질 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 이차전지 셀(20)이 삽입되는 셀 삽입공간(112)을 사이에 두고 각각 대면하게 배치되고 서로 간격이 좁혀지도록 상기 이차전지 셀(20)의 바디를 가압하게 구비되는 복수의 압착플레이트(111);
   각각의 압착플레이트(111)에 장착되어 각각의 압착플레이트(111)와 함께 이동하고, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)에 접촉되게 구비되는 복수의 그립퍼 유닛(120); 및
   상기 이차전지 셀(20)의 두께 이상의 두께를 갖는 더미 셀(133)을 포함하고, 상기 더미 셀(133)이 상기 셀 삽입공간(112)의 아래에 배치되도록 상기 각각의 압착플레이트(111)의 하단부에 장착되고, 다수의 이차전지 셀(20)이 상기 복수의 압착플레이트(111)들 사이의 각각의 셀 삽입공간(112)으로 삽입될 때 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 경우 상기 더미 셀(133)을 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입시키도록 구성되는 복수의 더미 셀 유닛(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이차전지 충방전 유닛.
2. 제1항에 있어서,
   길이방향이 상기 복수 개의 압착플레이트(111)들의 이동 방향에 평행하도록 상기 그립퍼 유닛(120)들 사이에 연결되어 상기 복수의 압착플레이트(111)들 및 상기 복수의 그립퍼 유닛(120)들의 이동을 가이드 하고 간격을 유지시키는 다수의 링크조립체(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이차전지 충방전 유닛.
3. 제2항에 있어서,
   상기 각각의 링크조립체(140)는,
   서로 마주하는 2개의 압착플레이트(111) 중 어느 하나의 압착플레이트(111)의 좌우 양측의 단부에 결합되는 제1 링크연결축(141);
   상기 서로 마주하는 2개의 압착플레이트(111) 중 나머지 하나의 압착플레이트(111)의 좌우 양측의 단부에 결합되고, 제1 링크연결축(141)과 동선 상에 위치하는 제2 링크연결축(142); 및
   상기 제1 링크연결축(141) 및 상기 제2 링크연결축(142) 중 어느 하나에 결합되는 제1 축결합구멍(1431) 및 상기 제1 축결합구멍(1431)의 반대편에서 상기 압착플레이트(111)들이 이차전지 셀(20)을 압착할 수 있는 이동 거리 이상의 길이로 연장되는 제2 축결합구멍(1432)을 포함하는 가이드링크(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이차전지 충방전 유닛.
4. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 그립퍼 유닛(120)은,
   상기 압착플레이트(111)의 상단부 길이를 따라 슬라이딩 이동되게 상기 압착플레이트(111)의 상단부에 지지되는 슬라이딩블록(121); 및
   상기 슬라이딩블록(121)의 일측에 배치되고, 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입되는 이차전지 셀(20)의 전극 리드(21)에 접촉되는 전압 동판(1245) 및 전류 동판(1246)을 포함하는 전극 컨택 모듈(124)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이차전지 충방전 유닛.
5. 제4항에 있어서,
   상기 각각의 그립퍼 유닛(120)은 상기 전극 컨택 모듈(124) 위로 배치되도록 상기 슬라이딩블록(121)에 회전 가능하게 결합되고, 상측 방향으로 회전하여 상기 전극 컨택 모듈(124)의 상부 방향을 개방하는 개폐커버(1249)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   이차전지 충방전 유닛.
6. 셀 삽입공간(112)을 사이에 두고 각각 대면하게 배치되고 서로 간격이 좁혀지도록 이동 가능하게 설치되는 복수의 압착플레이트(111)들, 각각의 압착플레이트(111)에 장착되어 각각의 압착플레이트(111)와 함께 이동 가능하게 설치되는 복수의 그립퍼 유닛(120), 및 상기 이차전지 셀(20)의 두께 이상의 두께를 갖고 상기 셀 삽입공간(112) 내외로 이동 가능하게 설치되는 더미 셀(133)을 포함하는 더미 셀 유닛(130)을 포함하는 이차전지 충방전 유닛(100);
   이차전지 셀(20)이 적치되는 로딩부(400)로부터 이차전지 셀(20)을 픽업하며 상기 셀 삽입공간(112) 개수에 대응하는 개수로 구비되는 셀 픽업 그립퍼(220)를 포함하고, 픽업된 이차전지 셀(20)을 상기 셀 삽입공간(112) 각각에 삽입하는 이차전지 픽업 및 이송유닛(200); 및
   상기 이차전지 충방전 유닛(100) 또는 상기 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)에 설치되고, 상기 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)에서의 이차전지 셀(20)의 픽업 유무 또는 상기 이차전지 셀(20)이 상기 셀 삽입공간(112)에 삽입될 때 각각의 셀 삽입공간(112) 내의 이차전지 셀(20) 유무를 감지하며, 상기 이차전지 셀(20)의 픽업이 누락된 경우 또는 상기 셀 삽입공간(112) 내에 이차전지 셀(20)의 삽입이 누락된 경우에 오류신호를 출력하는 다수의 이차전지 셀 유무 감지센서(300)를 포함하고,
   상기 더미 셀 유닛(130)은 상기 오류신호가 출력되는 셀 유무 감지센서(300) 위치에 대응하는 셀 삽입공간(112) 위치로 상기 더미 셀(133)을 삽입시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
   포메이션 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이차전지 픽업 및 이송유닛(200)은,
   상기 다수의 압착플레이트(111)의 배열 방향을 따라 다수 배열되고, 상기 셀 삽입공간(112)의 상부에서 상기 셀 삽입공간(112)의 길이 방향의 양측에 배치되는 다수의 거치바 안착블록(210);
   거치바(220a) 및 상기 거치바(220a) 상에 장착되어 상기 이차전지 셀(20)을 픽업하는 이차전지 픽업홀더(220b)를 포함하는 다수의 셀 픽업 그립퍼(220); 및
   상기 다수의 셀 픽업 그립퍼(220) 각각의 거치바(220a)의 양단을 지지하며 승강 가능하게 구비되는 한 쌍의 픽업부 지지부(230)를 포함하고,
   상기 다수의 셀 픽업 그립퍼(220) 및 상기 픽업부 지지부(230)는 이차전지 셀(20)이 적치되는 로딩부(400) 및 상기 이차전지 충방전 유닛(100) 사이를 왕복 이동하도록 구성되고,
   이차전지 셀(20)이 적치되는 로딩부(400)에서 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)의 이차전지 픽업홀더(220b)로 이차전지 셀(20)을 픽업하고, 상기 이차전지 충방전 유닛(100)의 상부로 이동하여 이차전지 셀(20)을 픽업한 각각의 셀 픽업 그립퍼(220)의 거치바(220a)를 상기 거치바 안착블록(210)에 안치시켜서 각각의 이차전지 셀(20)을 상기 셀 삽입공간(112)으로 삽입하는,
   포메이션 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 이차전지 픽업홀더(220b)는 상기 거치바(220a) 상에 2개 장착되고,
   각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는,
   상단부에 결합되는 제1 힌지 샤프트(2223)를 중심으로 회전하여 끝단부가 서로 맞닿거나 이격되게 동작하는 제1 홀더(2221) 및 제2 홀더(2222)를 포함하는 홀더부(222); 및
   상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)의 상단부에 힌지 연결되고, 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)의 상단부를 위로 당기거나 아래로 밀어서 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)를 회전 동작시키는 홀더 가동부(223)를 포함하고,
   상기 이차전지 셀 픽업 및 이송유닛(200)은 상기 홀더 가동부(223)의 상부에 배치되어 상기 홀더 가동부(223)의 상승 및 하강 동작을 조작하는 홀더 가동 조작부(240)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   포메이션 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는,
   상기 홀더 가동부(223)의 상부에서 상기 홀더 가동부(223)에 연결되어 상기 홀더 가동부(223)를 상기 제1 홀더(2221) 및 상기 제2 홀더(2222)가 맞닿게 하는 위치에 유지시키며, 승강 가능하며 하강 후 자체 복귀 가능하게 구성되는, 홀더 가동부 지지부(224)를 더 포함하고,
   상기 홀더 가동 조작부(240)는 상기 홀더 가동부 지지부(224)의 상부에 배치되며 상기 홀더 가동부 지지부(224)를 수직 방향으로 누른 후 상기 홀더 가동부 지지부(224)가 자체 복귀되도록 상기 홀더 가동부 지지부(224)로부터 이격되게 구동되는 것을 특징으로 하는,
   포메이션 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 각각의 이차전지 픽업홀더(220b)는 상기 셀 삽입공간(112)의 길이 방향의 양측에 배치되는 2개의 거치바 안착블록(210) 상에 상기 거치바(220a)가 안착된 상태에서 이차전지 셀(20)의 픽업 상태를 유지시키는 것을 특징으로 하는,
    포메이션 시스템.
11. 제8항에 있어서,
    상기 거치바(220a) 상의 2개의 이차전지 픽업홀더(220b)는 상기 거치바(220a)의 길이 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하게 구비되는 것을 특징으로 하는,
    포메이션 시스템.
12. 제6항에 있어서,
    상기 다수의 거치바 안착블록(210)은 높이가 가변되게 구성되는 것을 특징으로 하는,
    포메이션 시스템.

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