KR20220133669A - 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치 - Google Patents

모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀을 충방전시키는 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 있어서, 상기 파우치형 전지셀이 안착되며, 안착된 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 1 전극부가 형성된 안착부가 구비되는 제 1 스테이지; 상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착한 파우치형 전지셀을 가압하며, 가압되는 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 2 전극부가 형성된 가압부가 구비되는 제 2 스테이지; 상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 구동부; 상기 안착부와 가압부의 사이에서 가압되는 파우치형 전지셀에 가해지는 압력정보를 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단을 통해 감지된 압력정보를 표시하는 모니터링부를 포함하여, 사용자가 감지수단을 통해 모니터링부에 표시되는 압력정보를 통해, 가압장치에서 충방전중인 파우치형 전지셀의 상태정보를 용이하게 알 수 있는 장점을 가진다.

Description

모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치 {Pressurizing device for charging/discharging pouch-type battery cells with monitoring system}
본 발명은 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터미널이 없는 구조를 가진 파우치형 전지셀의 충방전용 가압장치를 이용함에 있어, 파우치형 전지셀에 가해지는 압력을 감시할 수 있는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 관한 것이다.
근래들어, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 파우치형 전지셀의 수요가 급격히 증가하고 있다.
구체적으로, 상기 파우치형 전지셀은, 그것이 이용되는 외부기기의 종류에 따라 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다.
예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구되며, 전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 코어 팩에 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다.
또한, 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지셀을 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극단자들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다.
따라서, 육면체 구조의 입체형 전지모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.
종래에는 파우치형 전지셀로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높고 충방전 전위가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있으며, 이러한 파우치형 전지셀은 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.
한편, 파우치형 전지셀은 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 소정의 지그에 파우치형 전지셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하게 된다.
이를 위해, 파우치형 전지셀을 완성한 후에는 파우치형 전지셀의 성능 평가 또는 활성화를 위해 파우치형 전지셀의 전극 단자들을 충방전용 지그에 거치하여 가압시키는 방법이 이용되고 있으며, 그의 연관된 기술로는 한국등록특허 제10-1488054호 “이차전지의 충방전용 지그” 및 한국등록특허 제10-1428133호 “저저항 충, 방전용 지그”와 같은, 충방전용 가압장치가 개발되어 있다.
그러나, 종래의 파우치형 전지셀을 충방전시키기 위한 가압장치의 경우, 사용자가 손으로 가압시키는 방식 즉, 수동으로 운용됨으로써, 사용자가 파우치형 전지셀에 어느정도의 힘으로 파우치형 전지셀을 가압해야하는지 확인하기 어렵고, 이로 인하여 파우치형 전지셀에 정확한 가압력을 가하기 쉽지 않은 문제점이 발생되었다.
이에 따라, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 파우치형 전지셀을 효과적으로 고정시킴과 동시에, 사용자가 요구하는 적절한 가압력으로 파우치형 전지셀을 가압시킬 수 있는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 관한 기술개발이 절실한 실정이었다.
본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 파우치형 전지셀을 충방전시킴에 있어 효과적인 고정력을 유지함과 동시에, 파우치형 전지셀에 가해지는 압력정보를 감지하여 사용자에게 표시해줄 수 있는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀을 충방전시키는 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 있어서, 상기 파우치형 전지셀이 안착되며, 안착된 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 1 전극부가 형성된 안착부가 구비되는 제 1 스테이지; 상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착한 파우치형 전지셀을 가압하며, 가압되는 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 2 전극부가 형성된 가압부가 구비되는 제 2 스테이지; 상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 구동부; 상기 안착부와 가압부의 사이에서 가압되는 파우치형 전지셀에 가해지는 압력정보를 감지하는 감지수단 및 상기 감지수단을 통해 감지된 압력정보를 표시하는 모니터링부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 상기 감지수단을 통해 도출되는 압력정보를 토대로 제 2 스테이지를 승하강시키는 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 사용자 입력값을 입력받는 입력장치를 더 포함하고, 상기 입력장치는, 상기 제어부와 연동됨으로써, 상기 입력장치를 통해 사용자 입력값을 입력받아 구동부의 동작을 제어하도록 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 상기 제 1 스테이지의 안착부에 안착되어, 승하강하는 제 2 스테이지의 가압부에 의해 가압되는 파우치형 전지셀의 수평도를 측정하는 수평 감지부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수평 감지부는, 상기 안착부에 구비되며, 파우치형 전지셀의 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성되는 제 1 수평 감지 센서 및 상기 가압부에 구비되며, 파우치형 전지셀의 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성되는 제 2 수평 감지 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 파우치형 전지셀의 전극과 맞닿아 파우치형 전지셀의 충방전률을 감지하는 충방전률 감지수단을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 충방전률 감지수단은, 상기 안착부에 구비되며, 파우치형 전지셀에 형성되는 전극리드의 하면과 맞닿도록 구비되는 제 1 충방전 감지 센서 및 상기 가압부에 구비되며, 파우치형 전지셀에 형성되는 전극리드의 상면과 맞닿도록 구비되는 제 2 충방전 감지 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 상기 충방전률 감지수단을 통해 검출되는 파우치형 전지셀의 용량이 제어부를 통해 기설정된 폐기율의 용량보다 이하의 용량을 가지는 것으로 감지될 경우, 불량 파우치형 전지셀을 폐기하는 폐기부를 더 포함하고, 상기 폐기부는, 상기 안착부의 중심을 관통하도록 구비되는 폐기드릴 및 상기 폐기드릴을 승하강시키는 폐기드릴 실린더를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 파우치형 전지셀을 충방전시킴에 있어 효과적인 고정력을 유지함과 동시에, 모니터링 시스템이 구축됨으로써 파우치형 전지셀에 가해지는 압력정보를 사용자에게 전달해줄 수 있으므로, 종래의 가압장치 보다 사용이 용이한 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 가압장치와 원격으로 통신할 수 있는 입력장치를 구비하여, 사용자가 멀리 떨어져 있는 와중에도, 가압장치의 동작을 제어할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는, 충방전중인 파우치형 전지셀의 용량과 수평도를 측정하여 사용자에게 알려줌으로써, 보다 효율적인 운용이 가능한 장점을 가진다.
또한, 본 발명은, 불량품 혹은 수명이 다한 파우치형 전지셀을 폐기할 수 있는 폐기부를 더 포함하여, 불량품에 대한 처리와, 수명이 다한 파우치형 전지셀을 처리함에 있어 용이한 장점을 가진다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이며, 도 2 는 도 1 의 저면도이다.
도 3 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 작동예시도이다.
도 4 는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치와 통신하는 입력장치들을 보여주기 위한 구성도이다.
도 5 는 수평 감지부가 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 사시도이며, 도 6 은 도 5 의 저면도이다.
도 7 은 충방전률 감지수단이 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 8 은 충방전률 감지수단과 파우치형 전지셀의 구성을 자세히 보여주기 위한 측단면도이다.
도 9 는 폐기부가 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이다.
도 10 의 (a) 및 (b) 는 폐기부가 동작하는 모습을 보여주는 작동예시도이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(10)에 관하여 첨부된 도면 1 내지 10 을 기초로 상세하게 설명하면서 구체적인 실시 예를 함께 살펴보도록 한다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이며, 도 2 는 도 1 의 저면도이고, 도 3 의 (a) 및 (b) 는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 작동예시도이다.
또한, 도 4 는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치와 통신하는 입력장치들을 보여주기 위한 구성도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 파우치형 전지셀(P)을 충방전시키는 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 있어서, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 제 1 스테이지(10), 제 2 스테이지(20), 구동부(30), 감지수단(40), 모니터링부(50) 및 제어부(60)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 스테이지(10)는, 사용자가 본 발명을 설치하고자 하는 지면 또는 테이블에서 고정력을 형성할 수 있으며, 사용자가 충방전시키고자 하는 파우치형 전지셀(P)이 안착되어 충방전될 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 스테이지(10)에는, 파우치형 전지셀(P)의 형상과 상응하는 형상으로 함몰된 안착부(11)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 안착부(11)의 내면에는, 파우치형 전지셀(P)이 안착되며, 파우치형 전지셀(P)의 하면과 상응하는 면적을 가지는 제 1 전극부(12)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 1 스테이지(10)에는, 제 1 전극부(12)로 하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전 시키는데 이용되는 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 수단이 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 2 스테이지(20)는, 상기 제 1 스테이지(10)의 상방에 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 스테이지(20)는, 상기 제 1 스테이지(10)에 안착한 파우치형 전지셀(P)을 가압하여 고정시키는 가압부(21)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 가압부(21)에는, 고정된 파우치형 전지셀(P)을 충방전시키는 제 2 전극부(22)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제 2 스테이지(20)에는, 제 2 전극부(22)로 하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전 시키는데 이용되는 전원을 인가할 수 있는 전원 인가 수단이 마련될 수 있다.
또한, 상기 구동부(30)는, 상기 제 2 스테이지(20)를 수직하도록 승하강시킬 수 있다.
또한, 상기 구동부(30)는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 제 1 스테이지(10)로부터 수직하게 연장되는 수직 프레임(15)에 결속될 수 있다.
여기서, 상기 수직 프레임(15)은, 상기 제 1 스테이지(10)의 상부에서 승하강하는 제 2 스테이지(20)의 하중을 용이하게 견디기 위하여, 강한 강성과 쳐짐에 대한 저항력을 가지는 강철 소재로 형성될 수 있으나, 상기 강철의 소재는 제 2 스테이지(20)와, 이를 승하강시키는 구동부(30)의 하중을 용이하게 버티기 위한 바람직한 소재 중 하나일 뿐, 적절한 강성과 강도를 가지는 소재가 모두 이용될 수 있다.
구체적으로, 상기 구동부(30)는, 도 1 에 도시된 바와 같이 제 2 스테이지(20)의 상측에서 수직하게 결합된 유압 실린더(Cylinder)의 구성으로 구비될 수 있으나, 도면에 표시된 유압 실린더의 구성은, 제 2 스테이지(20)를 승하강시키기 위한 기계적 수단 중 하나의 수단일 뿐, 랙과 피니언 혹은 기어와 모터의 조합을 통해 제 2 스테이지(20)를 제 1 스테이지(10)의 상부에서 승하강 시키도록 구비될 수도 있다.
또한, 상기 감지수단(40)은, 상기 안착부(11)와 가압부(21)의 사이에서 가압되는 파우치형 전지셀(P)에 가해지는 압력정보를 감지할 수 있다.
한편, 상기 감지수단(40)은, 압력정보를 감지하기 위한 센서가 구비될 수 있으며, 상기 센서로는, 스트레인게이지(Strain Gauge), 로드셀(Load Cell), 압력변환기(압력 트랜스미터), 압력계(압력 게이지) 또는 압력센서(압력 소자)와 같이 파우치형 전지셀(P)에 가해지는 압력을 감지할 수 있는 센서들이 모두 이용될 수 있다.
또한, 상기 모니터링부(50)는, 상기 감지수단(40)을 통해 감지된 압력정보를 사용자에게 표시해줄 수 있으며, 도 1 에 도시된 바와 같이, 사용자에게 정보를 표시해줄 수 있는 디스플레이(Display)의 구성으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 모니터링부(50)는, 도 1 에 도시된 바와 같이 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)에 구비된 수직 프레임(15)의 측면과 결합되는 방식으로 구비될 수 있으나, 이는 본 발명을 사용하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전 시키고 있는 사용자로 하여금 쉽게 압력정보를 확인할 수 있도록 하기 위한 위치일 뿐, 반드시 한정되는 위치는 아니다.
또한, 상기 모니터링부(50)는, 상기 수직 프레임(15)에서 탈부착 가능하도록 구비될 수 있으며, 이를 위해, 상기 모니터링부(50)는 사용자가 손으로 운반할 수 있는 PDA 와 같은 장치로 구비될 수 있으며, 이때, 상기 모니터링부(50)가 탈부착하도록 구비될 경우, 상기 모니터링부(50)의 후면에는, 수직 프레임(15)과 결합 가능하도록 자성을 이용한 탈부착 수단 혹은 볼팅 방식의 탈부착 수단이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 제어부(60)를 포함할 수 있으며, 도 1 에 도시된 바와 같이, 모니터링부(50)와 함께 결속되는 방식으로 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어부(60)에는, 사용자가 파우치형 전지셀(P)에 가하고자 하는 압력값을 직접 입력받을 수 있는 키패드(Keypad), 혹은 구동부(30)의 동작을 상승 또는 하강 시킬 수 있는 스위치(Switch)가 구비됨으로써, 감지수단(40)을 통해 모니터링부(50)에 표시되는 압력정보를 토대로, 구동부(30)의 사용자가 직접 제어할 수 있다.
한편, 상기 제어부(60)는, 상기 감지수단(40)을 통해 도출되는 압력정보를 토대로, 제 2 스테이지(20)를 승하강시키는 구동부(30)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(60)는, 사용자가 파우치형 전지셀(P)에 가하고자 하는 압력값을 입력받음으로써, 구동부(30)의 동작을 반자동으로 제어하도록 운용될 수도 있다.
또한, 도 5 를 참조하면, 상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 입력장치(70)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 입력장치(70)는, 상기 제어부(60)와 원격으로 연동되도록 구비될 수 있으며, 이를 위한 입력장치(70)의 종류로는, 사용자의 입력값을 입력 받을 수 있는 PC, 사용자 단말 중 어느 하나 이상의 입력장치(70)가 이용될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 입력장치(70)는, 가장 바람직하게는 스마트폰과 같이 사용자가 항시 휴대할 수 있는 전자 장치로 구비될 수 있으나, 이는 이해를 돕기 위한 하나의 예일 뿐, 제어부(60)와 연동됨으로써, 구동부(30)의 동작을 제어할 수 있는 PC 혹은 PDA 와 같은 입력장치가 모두 이용될 수 있다.
여기서, 상기 제어부(60)와, 입력장치(70)가 원거리 통신을 하기 위한 수단으로, 무선 랜(LAN), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(wi-fi) 등과 같은 무선 통신망이 이용될 수 있으나, 무선통신이 제한되는 상황에서는 유선 통신이 가능하도록 구비될 수도 있다.
이를 통해, 상기 제어부(60)는, 상기 입력장치(70)를 통해 입력되는 사용자의 입력값을 전달받아, 입력받은 사용자의 입력값을 토대로 구동부(30)의 동작을 제어하도록 운용될 수 있다.
한편, 원거리에 위치한 사용자가 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)의 상태를 육안으로 관찰할 수 있도록, 상기 제 2 스테이지(20)의 하단 혹은 상단에는, 감시카메라가 구비될 수 있으며, 상기 감시카메라는, 상기 입력장치(70)에 구축되는 디스플레이에 영상정보를 전달할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)를 이용하는 사용자는, 가압장치와 멀리 떨어져 있는 와중에서도 제어부(60)를 원격으로 제어할 수 있으므로, 보다 효율적인 운용이 가능한 장점을 가진다.
또한, 도 5 는 수평 감지부가 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 사시도이며, 도 6 은 도 5 의 저면도이다.
도 5 내지 도 6 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 수평 감지부(80)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 수평 감지부(80)는, 상기 제 1 스테이지(10)의 안착부(11)에 안착되어, 제 2 스테이지(20)의 가압부(21)에 의해 가압되는 파우치형 전지셀(P)의 수평도를 측정할 수 있으며, 이를 위해, 상기 수평 감지부(80)는, 제 1 수평 감지 센서(81) 및 제 2 수평 감지 센서(82)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 수평 감지 센서(81)는, 상기 안착부(11)에 구비되며, 파우치형 전지셀(P)의 테두리 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 수평 감지 센서(82)는, 상기 가압부(21)에 구비되며, 파우치형 전지셀(P)의 테두리 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제 1 수평 감지 센서(81)와 제 2 수평 감지 센서(82)는, 가속도 센서(Acceleration Sensor), 자이로 센서(Gyro Sensor) 또는 중력 센서(Gravity Sensor)와 같이, 안착부(11)와 가압부(21)로 하여 가압중인 파우치형 전지셀(P)의 수평도를 측정할 수 있는 수평도를 감지할 수 있는 센서가 모두 이용될 수 있다.
한편, 상기 수평 감지부(80)를 통해 도출된 수평도에 관한 정보는, 제어부(60) 및 모니터링부(50)에 전송됨으로써, 수평도에 관한 정보를 토대로 구동부(30)의 동작을 제어하거나, 모니터링부(50)로 표시하여 사용자에게 알릴 수 있으므로, 제 1 스테이지(10)와 제 2 스테이지(20)가 본 발명이 설치되는 지면과 정확히 수평인 상태에서 운용될 수 있으므로, 보다 안정적으로 본 발명을 이용할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 도 7 은 충방전률 감지수단이 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이고, 도 8 은 충방전률 감지수단과 파우치형 전지셀의 구성을 자세히 보여주기 위한 측단면도이다.
도 7 및 도 8 을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 파우치형 전지셀(P)의 전극과 맞닿아 파우치형 전지셀(P)의 충방전률을 감지하는 충방전률 감지 수단(90)을 더 포함할 수 있다.
서술하기에 앞서, 상기 파우치형 전지셀(P)에는, 파우치형 전지셀(P)에 저장된 전력이 공급되고, 전원을 인가받아 충전될 수 있는 전극리드(L)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 충방전률 감지 수단(90)은, 제 1 충방전 감지 센서(91) 및 제 2 충방전 감지 센서(92)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제 1 충방전 감지 센서(91)는, 상기 안착부(11)에 구비되며, 파우치형 전지셀(P)에 형성된 전극리드(L)의 하면과 맞닿도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 제 2 충방전 감지 센서(92)는, 상기 가압부(21)에 구비되며, 파우치형 전지셀(P)에 형성된 전극리드(L)의 상면과 맞닿도록 구비될 수 있다.
즉, 상기 제 1 충방전 감지 센서(91)와 제 2 충방전 감지 센서(92)가, 파우치형 전지셀(P)의 전극리드(L) 상측과 하측을 가압하도록 구비되는 것이다.
한편, 상기 충방전률 감지수단(90)을 통해 도출되는 파우치형 전지셀(P)의 충방전률에 관한 데이터는, 제어부(60)에 전송됨으로써, 파우치형 전지셀(P)의 충전이 완료될 경우, 구동부(30)를 작동시켜 제 2 스테이지(20)를 상승시키도록 이용될 수 있다.
또한, 상기 충방전률 감지수단(90)을 통해 도출되는 파우치형 전지셀(P)의 충방전률에 관한 데이터는, 모니터링부(50)에 전송됨으로써, 사용자가 현재 가압부(21)와 안착부(11)로 하여 충방전중인 파우치형 전지셀(P)의 충방전률을 육안으로 확인할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 파우치형 전지셀(P)의 충방전률을 체크하기 위한 별도의 공정과 측정장치가 필요하지 않음으로써, 파우치형 전지셀(P)을 충방전시킴에 있어 보다 효율적으로 운용할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 도 9 는 폐기부가 구비된 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치의 예시도이며, 도 10 의 (a) 및 (b) 는 폐기부가 동작하는 모습을 보여주는 작동예시도이다.
도 9 및 도 10 과, 앞서 참조되었던 도 7 및 도 8 을 함께 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 앞서 상술되었던 충방전률 감지 수단(90)을 통해 검출되는 파우치형 전지셀(P)의 용량이 제어부(60)에서 기설정된 폐기율의 용량보다 이하로 감지될 경우, 파우치형 전지셀(P)을 폐기하는 폐기부(100)를 더 포함할 수 있다.
이를 위해, 상기 폐기부(100)는, 폐기드릴(110) 및 폐기드릴 실린더(120)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 폐기드릴(110)은, 상기 안착부(11)의 중심을 관통하도록 구비될 수 있으며, 이때, 상기 안착부(11)의 중심에는, 상기 폐기드릴(110)의 직경과 상응하는 직경을 가지는 중공홀(13)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 폐기드릴 실린더(120)는, 상기 폐기드릴(110)을 회전시키며, 이와 동시에 폐기드릴(110)을 승하강시킬 수 있다.
이때, 상기 폐기드릴 실린더(120)는, 앞서 상술되었던 제어부(60)와 연동됨으로써, 그의 동작이 제어될 수 있다.
구체적인 사용 예를 들어 본 발명의 실시 예에 따른 폐기부(100)의 동작을 설명하자면, 먼저, 제어부(60)로 하여 사용자가 파우치형 전지셀(P)의 폐기율을 설정한다.
이후, 구동부(30)를 동작시켜 제 2 스테이지(20)를 제 1 스테이지(10)의 방향으로 하강시킨 이후, 제 1 스테이지(10)와 제 2 스테이지(20)의 제 1 전극부(12)와 제 2 전극부(22)에 전원을 인가하여 파우치형 전지셀(P)을 충방전시킨다.
여기서, 상기 안착부(11)와 가압부(21)에 의해 고정 및 가압되어 충방전중인 파우치형 전지셀(P)을, 충방전률 감지 수단(90)으로 하여 충방전중인 파우치형 전지셀(P)의 충방전률을 감시하게 되는데, 파우치형 전지셀(P)이 기설정된 폐기율의 용량보다 이하의 용량을 가지는 것으로 측정될 경우, 사용자가 직접 폐기부(100)와 연동된 제어부(60)를 조작하거나, 제어부(60)가 직접 폐기부(100)에 구비된 폐기드릴 실린더(120)를 동작시킴으로써, 폐기드릴(110)이 안착부(11)를 관통하도록 동작하여 안착부(11)와 가압부(21)에 고정되어 있던 파우치형 전지셀(P)에 구멍을 뚫어 폐기시키는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)는, 충방전이 불량한 상태 혹은 수명이 다한 파우치형 전지셀(P)을 독립적으로 폐기처리 할 수 있으므로, 불량품에 대한 처리와, 수명이 다한 파우치형 전지셀(P)을 처리하기 위한 별도의 공정과 장치가 필요하지 않음으로써, 사용자에게 종래의 가압장치보다 범용적인 이용이 가능한 가압장치를 제공할 수 있는 장점을 가진다.
이상으로 첨부된 도면 1 내지 10 을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치(1)를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
1: 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
10 : 제 1 스테이지 11 : 안착부
12 : 제 1 전극부 13 : 중공홀
15 : 수직 프레임 20 : 제 2 스테이지
21 : 가압부 22 : 제 2 전극부
30 : 구동부 40 : 감지수단
50 : 모니터링부 60 : 제어부
70 : 입력장치 80 : 수평 감지부
81 : 제 1 수평 감지 센서 82 : 제 2 수평 감지 센서
90 : 충방전률 감지수단 91 : 제 1 충방전 감지 센서
92 : 제 2 충방전 감지 센서 100 : 폐기부
110 : 폐기드릴 120 : 폐기드릴 실린더
P : 파우치형 전지셀 L : 전극리드

Claims (8)

  1. 파우치형 전지셀을 충방전시키는 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치에 있어서,
    상기 파우치형 전지셀이 안착되며, 안착된 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 1 전극부가 형성된 안착부가 구비되는 제 1 스테이지;
    상기 제 1 스테이지의 상방에 구비되어, 제 1 스테이지에 안착한 파우치형 전지셀을 가압하며, 가압되는 파우치형 전지셀을 충방전시키는 제 2 전극부가 형성된 가압부가 구비되는 제 2 스테이지;
    상기 제 2 스테이지를 승하강시키는 구동부;
    상기 안착부와 가압부의 사이에서 가압되는 파우치형 전지셀에 가해지는 압력정보를 감지하는 감지수단 및
    상기 감지수단을 통해 감지된 압력정보를 표시하는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는,
    상기 감지수단을 통해 도출되는 압력정보를 토대로 제 2 스테이지를 승하강시키는 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  3. 제 2 항에 있어서
    상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는,
    사용자 입력값을 입력받는 입력장치를 더 포함하고,
    상기 입력장치는,
    상기 제어부와 연동됨으로써,
    상기 입력장치를 통해 사용자 입력값을 입력받아 구동부의 동작을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는,
    상기 제 1 스테이지의 안착부에 안착되어, 승하강하는 제 2 스테이지의 가압부에 의해 가압되는 파우치형 전지셀의 수평도를 측정하는 수평 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수평 감지부는,
    상기 안착부에 구비되며, 파우치형 전지셀의 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성되는 제 1 수평 감지 센서 및
    상기 가압부에 구비되며, 파우치형 전지셀의 면적과 상응하는 면적을 가지도록 형성되는 제 2 수평 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는,
    파우치형 전지셀의 전극과 맞닿아 파우치형 전지셀의 충방전률을 감지하는 충방전률 감지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 충방전률 감지수단은,
    상기 안착부에 구비되며, 파우치형 전지셀에 형성되는 전극리드의 하면과 맞닿도록 구비되는 제 1 충방전 감지 센서 및
    상기 가압부에 구비되며, 파우치형 전지셀에 형성되는 전극리드의 상면과 맞닿도록 구비되는 제 2 충방전 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치는,
    상기 충방전률 감지수단을 통해 검출되는 파우치형 전지셀의 용량이 제어부를 통해 기설정된 폐기율의 용량보다 이하의 용량을 가지는 것으로 감지될 경우, 불량 파우치형 전지셀을 폐기하는 폐기부를 더 포함하고,
    상기 폐기부는,
    상기 안착부의 중심을 관통하도록 구비되는 폐기드릴 및
    상기 폐기드릴을 승하강시키는 폐기드릴 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템이 구비된 파우치형 전지셀 충방전용 가압장치
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